2. Причины развития неравномерных осадок и просадок основания. Неравномерная осадка фундамента
Осадка фундамента | Строительный Портал
Процессы проседания основания здания, которые характеризуются неравномерным проявлением, являются наиболее распространенным и часто проявляющимся дефектом фундаментов различного типа. Именно неравномерная осадка фундамента приводит к растрескиванию основания здания и его стен, а это может стать причиной возникновения самых неприятных последствий. Перекос здания является наиболее распространенным негативным проявлением такой просадки основания.
Осадка представляет собой вертикальное смещение фундамента, которое происходит в результате деформации грунтового слоя под подошвой. На данный момент существуют множество причин возникновения осадочных процессов в основании здания. Наиболее распространенной причиной можно назвать чрезмерную экономию материальных средств, касающейся как строительных операций, так и организации земляных работ (например, наем неквалифицированных рабочих). Из-за недостаточного финансирования строительных работ можно неправильно произвести расчет глубины закладывания фундамента в грунте. Если Вы уложили основание значительно выше нормы, то тогда такую ошибку практически невозможно будет исправить с помощью последующих ремонтных работ. Также причиной возникновения осадки можно назвать слишком большое количество грунтовых вод, которые протекают в области возведения здания и закладки фундамента. В этом случае от данной проблемы можно избиваться с помощью грамотного устройства эффективной дренажной системы, монтаж которой обычно производят на начальном этапе строительства дома. Если же оснащать участок дренажом с уже возведенным зданием, это привлечет некоторые трудности, решение которых потребует дополнительных расходов. Еще в этом случае на участке вокруг здания можно высадить деревья, которые быстро поглотят лишнюю жидкость за счет своей развитой корневой системы.
Дефекты основания могут возникнуть и из-за длительного эксплуатационного срока строения. Но чаще всего осадка деформированного фундамента проявляется вследствие возникновения дефектов его конструкции, которые возникают из-за некачественного подбора строительных материалов. Этот недостаток можно исправить лишь при помощи капитального ремонта, но и это не всегда помогает. Гарантированно исправить фундамент можно только после полной замены всего основания. Однако это можно сделать при помощи специальной техники, которая довольно дорогая.
Деформационные процессы фундамента также могут возникнуть в процессе надстройки лишних этажей по всей площади здания или на какой-либо ее части. Это проблему можно исправить насыщением почвы, находящейся непосредственно под основанием, а также на небольшом расстоянии от него, «цементным молоком».
Чтобы предотвратить оседание основания здания, следует предпринимать следующие действия. Прежде всего, нужно обеспечить фундаменту грамотную защиту от воздействия влаги. Для этого основание необходимо изолировать от контакта с жидкостью специальными материалами, которые обладают водонепроницаемыми свойствами. Наиболее дешевыми, доступными и практичными считаются битум и рубероид. Также можно изолировать основание от влаги с помощью таких качественных гидроизолирующих материалов, как «жидкое стекло» в сочетании с цементом. Также рекомендуется обустроить специальную вентиляционную систему, благодаря которой лишняя влага будет самостоятельно выпариваться. Для этого можно лишь обустроить дополнительные отдушины, которые изготавливаются в соответствии с надлежащей технологией устройства вентиляции основания.
Еще для предотвращения осадки фундамента следует произвести монтаж отмостков в наклонной области, идущих от основания, из бетона или асфальтового покрытия, а также устроить надежную и эффективную систему слива влаги с поверхности крыши. Следует отметить, что коэффициент просадки основания прямо пропорционален значению, которое составляет глубина промерзания почвы в данной местности. Так что необходимо тщательно разработать проект строительства, а также правильно подобрать материалы для строительных работ, тогда в результате получится надежное и долговечное здание, а вероятность, что произойдет осадка уложенного здания, сведется к минимуму.
Расчет осадки фундамента
Рассчитать осадку фундамента можно несколькими способами. Основным и самым проверенным способом определения конечной, полной осадки является метод суммирования осадок отдельных слоев. Для каждого из слоев необходимо определить свое значение степени деформации. Слои следует рассматривать в пределах определенной толщи грунта — в активной зоне, а деформации, которые происходят ниже этого уровня грунта, можно исключить. Метод суммирования осадок отдельных слоев можно использовать для определения любых осадок.
Также рассчитать осадку можно методом эквивалентного слоя, который позволяет определить осадку с учетом ограниченного бокового расширения. Эквивалентный слой — это такая толщина грунта, которая в условиях невозможности бокового расширения (при загруженности всей поверхности сплошной нагрузкой) дает осадку, которая равна по величине осадке фундамента, имеющего ограниченные размеры при нагрузке той же интенсивности. То есть, в этом случае пространственная задача расчета осадок может заменяться одномерной.
Предельно допустимые осадки фундаментов
На сегодняшний день отсутствуют убедительно обоснованная нормативная величина предельно допустимой дополнительной осадки зданий. Нормативные документы, как правило, не делают различия между первоначальной, полученной при строительстве, и дополнительной осадкой. Предельная средняя осадка кирпичного здания по документам составляет примерно 10-12 см.
Стоит отметить, что первоначальные осадки фундамента на однородном грунтовом основании равномерны по пятну застройки, поэтому даже при большой допустимой средней осадки (10-12 см), также удовлетворяются и требования в отношении неравномерности осадок. А, как известно, результатом неравномерности являются перекосы здания и возникновение трещин.
По стандартам, предельно допустимая осадка для зданий 1-ой категории технического состояния составляет 5 см, а для зданий 2-ой и 3-ей категории, уже имеющих деформации — 3 и 2 см.
Как показывают наблюдения, кирпичные здания 1-й и 2-й категории состояния при локальной дополнительной осадке 5 см могут получить серьезные повреждения. В стенах будут образовываться сквозные трещины, а при возникновении вертикальной трещины ее раскрытие сопоставимо с величиной осадки. Сдвиг плит сборных перекрытия при этом по площадкам опирания очень близок к предельному. В этом случае ремонт здания потребует выселения жильцов, выборочного усиления конструкции и восстановление внутреннего и наружного декора. При осадках 3 и 2 см потребуется ремонт меньшего объема. Так можно ли считать допустимой осадку фундамента 2-5 см? Конечно, если за критерий допустимости принимать отсутствие обрушения конструкций, и нельзя, если за критерий допустимости принимать отсутствие повреждений, которые требуют ремонта.
srpj.ru
Основные причины развития неравномерных осадок фундаментов
Дата публикации: 2017-01-25
Автор: Дмитрий Майзлин
Под осадкой понимают медленную и незначительную деформацию, возникающую по причине уплотнения грунта под нагрузками. Осадки бывают равномерные и неравномерные. В первом случае опускание подошвы фундамента происходит на одинаковую глубину. При таких осадках усилия в конструкциях не перераспределяются, однако нормальная эксплуатация зданий оказывается затрудненной. Неравномерные осадки возникают при опускании подошвы на неодинаковые величины, что приводит к перераспределению деформаций и усилий в частях сооружений, расположенных над землей. При неравномерных осадках в сооружении могут появиться трещины, осыпаться стены и произойти полное или частичное разрушение конструкции.
Типы осадок
Осадки, возникшие по причине уплотнения грунта. Их неравномерность определяется при помощи расчетов. Такие осадки могут возникнуть потому, что:
- Некоторые виды грунтов имеют выпуклое расположение
- Лежащие в основе грунты имеют разные мощности
- Грунты обладают различной плотностью, содержание в них примесей неравномерно
- Прикладываемые впоследствии нагрузки сильно различаются между собой
- Грунты по краям фундамента взаимодействуют между собой особенным образом
- При строительстве фундамент закладывался с перерывами
- Давление на фундаменты не соответствует расчетам (большее или меньшее)
- Грунты имеют различную степень набухания
- Грунты выклиниваются за пределы периметра сооружения.
Другой тип осадок проявляется в виде вспученного фундамента. Такое явление возникает при уплотнении грунтов основания под нагрузкой. Как правило, с этим можно столкнуться, если глубина котлована превышает пять метров. Это происходит потому, что:
- Глубина раскопки котлована неравномерная
- Грунт разбухает главным образом в центре котлована
- Грунты в некоторых местах котлована набухают за различный промежуток времени
- Грунты по-разному сопротивляются сдвигу.
Третий вид, создающий серьезные проблемы – осадки, возникающие по причине пластической деформации и характеризующиеся высоким риском неравномерности. Их появления вполне можно ожидать, если при планировании работ не приняты во внимание такие факторы, как:
- Влияние грунтовых вод
- Влияние погоды (набухание, замерзание, размягчение грунтов)
- Наличие разницы в зонах пластической деформации.
Четвертый тип осадок возникает по причине разрушения в грунте структурных связей при осуществлении работ. Впрочем, большого влияния они не оказывают, а возникают из-за:
- Динамического влияния, оказываемого на грунты с изначальной малоустойчивостью
- Производимых на участке взрывных работ
- Вибрационного воздействия работающей техники.
Что можно сделать, чтобы неравномерные осадки не возникали
- Использовать рубероид или битум для гидроизоляции фундамента
- Устроить вентиляционные отдушины, позволяющие просушивать задние в летний период и обеспечивать доступ влаги в зимнее время
- Создать отмостку вокруг здания, по которой от фундамента будет стекать вода
- Навесить под крышей стоки для отвода воды.
Как заказать геологические изыскания в Москвe
Позвоните нам в офис для размещения заявки.
Сообщите информацию по заказу, для согласования объемов, сроков и стоимости работ.
Проведение работ начинается после оформления и подписания договора.
Наш телефон 8 (499) 409-95-08
belatgeo.ru
Лекция 13 Причины развития неравномерных осадок в сооружении
Выбор глубины заложения фундаментов
Выбор глубины заложения фундаментов При проектировании фундаментов (т.е. определения основных его размеров) необходимо обеспечить надежное существование сооружений. Деформации оснований значительно больше
Фундаменты на просадочных грунтах
Фундаменты на просадочных грунтах Просадочные грунты Лѐсс 17 % территории России Торфяные грунты 15% Ветер Укладка без уплотне ния При испарении воды водо-коллоидные связи, оставшейся пленочной воды, прочны
Выбираем фундамент для дома
Выбираем фундамент для дома Если «театр начинается с вешалки», то строительство дома с возведения фундамента. Хочешь построить дом на века выбирай правильное основание! Как известно пользователям именно
ЛЕКЦИЯ 2 ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ
ЛЕКЦИЯ 2 ОБЩЕЕ ПОНЯТИЕ ОБ ОСНОВАНИИ ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ Верхние слои земной коры, на которых возводится здание, называются грунтами. Толща грунтов, расположенная непосредственно под зданием и воспринимающая
Заключение. Стадия: П
Заключение о результатах инженерно-геологических изысканий, выполненных для проектирования строительства индивидуального жилого дома по адресу: Ленинградская область, ( ) Стадия: П Генеральный директор
Устойчивость откосов
Устойчивость откосов В дождливую осень 1927г. поезд «Москва-Ленинград» попал в яму, возникшую в результате сползания насыпи из-за значительного увлажнения. 1 м оползень 10 м 1. Причины, приводящие к нарушению
Пилюгин В.И., д.т.н., Колесников А.А. студент гр. ПБм-14, Государственное ВУЗ «Национальный горный университет», г. Днепропетровск, Украина
УДК 64.03 Пилюгин В.И., д.т.н., Колесников А.А. студент гр. ПБм-4, Государственное ВУЗ «Национальный горный университет», г. Днепропетровск, Украина ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ВЫСОТНОГО ЗДАНИЯ МЕТОДОМ ЧИСЛЕННОГО
Р е позит о р и й БНТУ
4.3.3 Проверка общей устойчивости 41 4.3.4 Проверка жесткости 42 4.4. Расчет элементов, подверженных действию осевой силы с изгибом 43 4.4.1 Расчет на прочность при упругой работе металла 44 4.4.2. Расчет
Лекция 7 Устойчивость откосов
Лекция 7 Устойчивость откосов В дождливую осень 97г. поезд «Москва-Ленинград» попал в яму, возникшую в результате сползания насыпи из-за значительного увлажнения. м оползень 0 м. Причины, приводящие к
Определение несущей способности свай
Определение несущей способности свай 1.Несущая способность сваи по материалу В зависимости от материала сваи по нормам проектирования соответствующих конструкций определяется несущая способность сваи Пример:
И.В. Носков ПОЛЗУНОВСКИЙ ВЕСТНИК
ВЫБОР ДРЕНАЖНОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ОТ ДВИЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА НА ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ (НА ПРИМЕРЕ ЗДАНИЯ НАРОДНОГО СУДА В ГОРОДЕ ЗАРИНСКЕ) И.В. Носков Причинами появления
Механические свойства грунтов.
Механические свойства грунтов. Механическими называются те свойства грунтов, которые характеризуют их поведение под нагрузкой. Все механические характеристики грунта делятся на 3 группы: I гр. для оценки
РАСЧЕТ СКЛОНОВ ОДЕССКОГО ПОБЕРЕЖЬЯ
УДК 69.05:658.562:728.1 РАСЧЕТ СКЛОНОВ ОДЕССКОГО ПОБЕРЕЖЬЯ Гришин В.А., Дорофеев В.С., Мартынов Г.А. (Одесская государственная академия строительства и архитектуры, г. Одесса) Розглядається новий метод
УСТРАНЕНИЕ КРЕНОВ ВЫСОТНЫХ СООРУЖЕНИЙ
УСТРАНЕНИЕ КРЕНОВ ВЫСОТНЫХ СООРУЖЕНИЙ Шокарев В.С., к.т.н., (Запорожское отделение Государственного предприятия «Государственный научно-исследовательский институт строительных конструкций», Украина) 1
МЕХАНИКА ГРУНТОВ, ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ПЕТЕРБУГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Солодянкин А.В., д.т. н., проф., Рубан Н.Н., асп. ГВУЗ «НГУ», г. Днепропетровск, Украина
Солодянкин А.В., д.т. н., проф., Рубан Н.Н., асп. ГВУЗ «НГУ», г. Днепропетровск, Украина ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ВЛИЯНИЯ НОВОГО СТРОИТЕЛЬСТВА НА НАПРЯЖЕННО- ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ОСНОВАНИЯ СУЩЕСТВУЮЩЕГО ЗДАНИЯ
ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ
Р.А. Мангушев, В.Д. Карлов, И.И. Сахаров, А.И. Осокин ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ Рекомендовано научно-методической комиссией по специальности 270102 «Промышленное и гражданское строительство» в качестве учебника
L, м и более K e 1 0,9 0,8 0,7 0,6
РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ КРЕПЛЕНИЙ ЗЕМЛЯНЫХ ОТКОСОВ, ВЫПОЛНЕННЫХ ИЗ УНИВЕРСАЛЬНЫХ ГИБКИХ ЗАЩИТНЫХ БЕТОННЫХ МАТОВ, ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НА НИХ СТАТИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ ОТ ТЕРМИЧЕСКИ РАСШИРЯЮЩЕГОСЯ СПЛОШНОГО ЛЕДЯНОГО
5. РЕЗУЛЬТАТЫ ОБСЛЕДОВАНИЯ 5.1. Фундаменты
5. РЕЗУЛЬТАТЫ ОБСЛЕДОВАНИЯ 5.1. Фундаменты В процессе выполнения обследования для осмотра фундаментов были выполнены проходка и освидетельствование 19 шурфов. В соответствии с программой работ были определены
Бетон Арматура Арматура трубы
УДК 539.3+622.83+519.682.6 Данилов В.И. ФГУП «ГУССТ 8 при Спецстрое России», г. Ижевск МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЕКТОВ БЕЗОПАСНОЙ РЕКОНСТРУКЦИИ СУЩЕСТВУЮЩИХ СТРОЕНИЙ, РАСПОЛОЖЕННЫХ НА ТЕРРИТОРИЯХ РАЗВИТИЯ КАРСТА,
Расчет оснований и фундаментов
Автоматизированы расчеты: Свайных фундаментов Фундаментов на естественном основании Мелкозаглубленных фундаментов Взаимодействия здания и основания в конечно-элементном модуле NormFEM Автоматизированы
Предотвращение аварий зданий и сооружений
ОЦЕНКА СЕЙСМОУСТОЙЧИВОСТИ ЗДАНИЙ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ В КРАСНОДАРСКОМ КРАЕ ПРИ УВЕЛИЧЕНИИ РАСЧЕТНОЙ СЕЙСМИЧНОСТИ УДК 626.01.004.6 Волосухин Виктор Алексеевич Директор Института безопасности гидротехнических
Ñïðàâî íûå ìàòåðèàëû
Открытое акционерное общество МИНСКИЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ ЗАВОД ИМ. В.И. КОЗЛОВА Ñïðàâî íûå ìàòåðèàëû Âàðèàíòû óñòàíîâêè êîìïëåêòíûõ òðàíñôîðìàòîðíûõ ïîäñòàíöèé òóïèêîâîãî òèïà ñ êàáåëüíûìè è âîçäóøíûìè
Касательные напряжения
Общие сведения Определение прочностных характеристик грунта необходимо для решения ряда инженерных задач 1. Р а с ч е т ф у н д а м е н т о в п о у с т о й ч и в о с т и b h h h 45 2 выпирание грунта с
docplayer.ru
2. Причины развития неравномерных осадок и просадок основания
При неравномерных конечных осадках и неравномерном затухании их во времени основания опускаются на различную величину, вызывая перераспределение усилий и деформаций в надземных частях зданий и сооружений. Неравномерные осадки ухудшают эксплуатацию сооружений, вызывают перенапряжение в отдельных конструкциях и элементах и их повреждение.
Основными причинами развития неравномерных осадок уплотнения являются неоднородность основания и неоднородность напряженного состояния.
К неоднородности основания относятся: выклинивание слоев под отдельными частями здания, линзообразное залегание грунтов, неодинаковая толщина слоев, различие в плотности грунта, использование различных слоев грунта под отдельными частями здания (скала и сжимаемый грунт, скопление валунов, старые фундаменты) и др.
Неоднородность напряженного состояния грунтов в основании обуславливается неодинаковой загрузкой фундаментов, взаимным влиянием загрузки соседних фундаментов, неодновременной консолидацией грунтов в основании и пр.
Развитие неравномерных осадок уплотнения обычно не заканчивается в период строительства, а продолжается в первые годы или же десятилетия эксплуатации (на пылевато-глинистых грунтах).
Неравномерные осадки разуплотнения связаны с откопкой котлована и уменьшением напряжений ниже его дна. Величина их неравномерности зависит от неоднородности основания и изменения напряженного состояния при откопке (глубины котлована, наличия подземных вод и других факторов). Эти осадки обычно заканчиваются в период строительства.
Неравномерные осадки выпирания связаны с развитием пластических деформаций грунта основания. Они могут развиваться, если давление по подошве фундамента превышает расчетное сопротивление грунта. Это чаще всего происходит при увеличении нагрузки на фундаменты во время эксплуатации зданий (при заниженной величине заглубления подошвы фундамента по отношению к полу подвала).
Неравномерные осадки расструктуривания связаны с нарушением структуры природного грунта в период производства строительных работ, особенно работ нулевого цикла. Развитие осадки расструктуривания, как правило, заканчивается в период строительства и значительно реже — в первые годы эксплуатации.
Неравномерные осадки в период эксплуатации зданий могут развиваться под воздействием уплотнения грунтов, различных вод (грунтовых, ливневых, производственных), ослабления подземными и котлованными выработками, динамики, геологических процессов и других факторов.
При наличии достаточно большой толщи однородных пылевато-глинистых грунтов и равномерно приложенной нагрузки по длине здания происходит блюдцеобразное понижение поверхности (прогиб), которое распространяется иногда далеко за пределы загруженной площадки. Средняя часть здания вогнута, а края наклоняются к центру загруженной площадки. Такой характер деформации объясняется тем, что на угловых участках нагрузка распределяется по большей площади, распространяясь вперед за пределы конца стены. Следовательно, концы стен, получая большую площадь опоры, имеют и меньшую осадку. При такой деформации по краям стен могут возникать наклонные трещины, идущие от краев к середине под углом примерно 45°. Нижние концы трещин направлены в сторону меньших осадок. В средней части здания часто образуется трещина в виде перевернутого знака у: более широкая внизу и сужающаяся кверху. В верхней части стены по середине здания могут быть признаки разрушения кладки от раздробления. Если в стенах имеются горизонтальные пояса, то под ними в средней части здания могут появиться горизонтальные трещины. Деформации прогиба могут появляться, если под фундаментами в средней части здания имеются участки слабых грунтов или пустот, если средняя часть здания несет большую нагрузку, если в основании торцевых частей здания имеются твердые включения (скала, скопления валунов).
Деформацию выгиба испытывают здания с тяжелыми каменными стенами и слабонагруженными внутренними колоннами, а также при наличии слабых или ослабленных оснований в торцевых частях здания, расположенных рядом котлованов или траншей (за счет выдавливания грунта из-под несущего пласта основания), построек около торцевых частей зданий, значительного количества жестких включений под серединой здания и т. п. Углы в этом случае садятся больше и наклонные трещины имеют большую ширину вверху. Направление нижних концов трещин — также в сторону меньших осадок, т. е. к середине здания. Наружные стены могут наклоняться кнаружи, образуя v-образные трещины в соединениях с поперечными стенами. Особенно часто это встречается при внецентренном загружении фундаментов наружных поперечных стен. В зависимости от конфигурации общей осадки соответствующие наклонные трещины появляются во внутренних стенах. При этом перекашиваются дверные рамы (проемы являются ослабленными местами в стенах и здесь концентрируются напряжения). Перекрытия, опирающиеся на рамы каркаса, могут испытывать большие осадки без повреждений, но если они опираются непосредственно на грунт или на отдельные фундаменты, оседающие независимо от стен, могут возникать серьезные повреждения и расстройства в стыках. Деформация выгиба значительно опаснее прогиба, так как трещины раскрываются вверху, а это может привести к тому, что торцевые стены потеряют устойчивость, перекрытия обрушатся и т. п.
Осадка крайних частей здания или сооружения возникает обычно по причинам, указанным выше, но оказывающим влияние на одну из торцевых частей здания. Этот вид деформации также является опасным.
Перекос здания или сооружения возникает в результате разности осадок соседних или нескольких расположенных в ряд фундаментов за счет разной нагрузки на рядом расположенные фундаменты или наличия слабых или ослабленных грунтов под одним из фундаментов. Перекос приводит к возникновению косых трещин, что особенно опасно в узких простенках.
Крен (наклон) испытывают жесткие сооружения при неравномерных осадках отдельных фундаментов. Причинами этого вида деформаций могут быть различные факторы. Крен фундамента приводит к повороту нижней части конструкций.
Скручивание сооружений возникает при развитии крена в разных частях длинного сооружения в противоположные стороны. Наибольшие повреждения получают, как правило, верхние этажи отдельных конструкций или здания в целом.
Обычно сооружения подвергаются одновременно различным деформациям, некоторые из них могут являться преобладающими, а другие — слабо выраженными.
studfiles.net
Причины возникновения неравномерных осадок основания — КиберПедия
На возникновение неравномерных осадок оказывает влияние целый ряд причин. При действии дополнительных напряжений, передаваемых на основание через фундаменты, грунт деформируется при условии если данные напряжения превышают напряжения от собственного веса грунта. Деформации грунта в основном развиваются за счет уменьшения объема пор грунта, происходящего в результате уплотнения.
Причины образования неравномерных осадок уплотнения: осадки уплотнения в отдельных зонах основания под сооружением, как правило, неодинаковы (неравномерны) из-за неоднородности грунтовых условий и неоднородности напряженного состояния в основании.
Неоднородность напряженного состояния грунтов в основании образуется в силу нижеследующих причин: неравномерной загрузкой фундаментов, в связи с чем, более нагруженный фундамент приходится делать с большими размерами подошвы, что приводит к различному напряженно-деформированному состоянию в основании и различной осадке фундаментов; влиянием загрузки соседних фундаментов, т. е. большее воздействие от взаимного влияния испытывают фундаменты, расположенные в средней части сооружения, и меньшее - в крайней или угловой его части; неодновременной загрузкой соседних фундаментов в процесс; строительства и эксплуатации).
Неоднородность основания обусловливается следующими факторами: наличием выклинивающихся слоев; линзообразным залеганием отдельных слоев грунта; различной толщиной пластов; неодинаковой плотностью сложения грунтов; передачей давления от различных по массе частей сооружения на разные по своим физико-механическим свойствам грунты оснований; неодинаковой уплотняемостью грунтов во времени, обусловливаемой различной скоростью протекания процессов консолидации и ползучести под различными частями сооружения.
Неравномерность осадки, проявляющаяся в процессе возведения зданий, может быть ликвидирована в процессе эксплуатации за счет выравнивания осадок.
Возникновение неравномерных осадок в процессе строительства обусловливается различным весом конструкций, передающих нагрузку на фундаменты, и зависит от методов возведения и монтажа. Например, осадки колонн при строительстве зданий с неполным каркасом обычно отстают от осадок несущих стен, так как последние получают большую нагрузку во время возведения, а колонны получают большую часть загрузки только после монтажа перекрытий, стеновых панелей, перегородок и установки оборудования.
Они развиваются, когда нагрузки от веса здания или сооружения меньше веса грунта, извлеченного при разработке котлована. Это объясняется тем, что при
удалении грунта при отрывке котлована происходит разуплотнение грунтов под его поверхностью в результате снятия действовавших ранее напряжений от собственного веса грунта (разбухание грунта при разгрузке). При глубоких котлованах оказывают влияние и остаточные пластические деформации от давления грунта, расположенного вокруг дна котлована. На развитии разуплотнения грунта сказывается воздействие и деформации упругого последействия.
Неравномерные осадки разуплотнения. Наличие этих факторов приводит кподнятию дна котлована с последующим развитием неравномерных осадок, происходящих в результате более существенного разуплотнения грунта в центре котлована, чем по краям; различного протекания во времени процесса разуплотнения под отдельными фундаментами; неравномерного поднятия дна
котлована в результате неоднородности грунтов основания. При возведении городских зданий и сооружений глубина котлована редко превышает 5 м, а из практики строительства известно, что в этом случае осадки разуплотнения незначительны и происходят в основном в процессе устройства фундаментов до возведения надземных конструкций. Осадки разуплотнения могут оказать вредное влияние на здание, если глубина разрабатываемого для него котлована превышает 5 м, а нагрузка от веса сооружения вместе с обратной
засыпкой значительно меньше грунта, извлеченного из котлована. Неравномерные осадки расструктуривания. При проведении предварительных мероприятий, предшествующих возведению фундаментов (отрывка котлованов и др.), грунты оснований, обнажаясь, подвергаются воздействию различных факторов,
которые могут вызвать нарушение природной структуры грунтов.
В результате развития зон пластических деформаций в грунтах оснований под подошвами фундаментов происходят осадки выпирания. В результате неравномерного распределения давления под подошвой фундамента даже при небольших нагрузках под его краями образуются зоны пластических деформаций. Увеличение нагрузки вызывает перераспределение контактных давлений по подошве фундамента, которое объясняется большей податливостью грунта в зонах пластического деформирования, вследствие чего давление в этих зонах уменьшается, а в средней части фундамента ввиду меньшей податливости грунта увеличивается. При дальнейшем росте внешней нагрузки зоны пластических деформаций увеличиваются и возникает опасность выпирания грунта из-под подошвы.
Метеорологические воздействия вызывают нарушение природной структуры грунтов в результате промерзания или оттаивания, размягчения и набухания, высыхания и усадки.
Осадки, происходящие за счет расструктуривания грунтов, как правило, неравномерны, так как расструктуривание происходит с разной степенью интенсивности в различных зонах основания. Осадка зависит от многих факторов: способа выполнения котлованных работ, продолжительности работ с начала разработки котлована до обратной засыпки пазух фундаментов, характера водоотлива, а также мероприятий, направленных на сохранение природной структуры грунта. Нарушение структуры обычно происходит в результате следующих причин: метеорологических воздействий, динамических воздействий
механизмов; неблагоприятного влияния, оказываемого подземными водами и газом; грубых ошибок строителей.
Для уменьшения негативного влияния сил пучения осуществляют покрытие боковых поверхностей фундаментов битумом, растворенным в мазуте или соляровом масле, и обратную засыпку пазух непучинистоопасными материалами (обычно используют песок).
При воздействии отрицательных температур грунты оснований способны промерзать на глубину, которая определяется по данным Строительных норм и правил. При промерзании возможно существенное увеличение объема сильно увлажненных пылевато-глинистых и насыщенных водой пылеватых и мелких песчаных грунтов в результате развития сил морозного пучения. При пучении в основаниях фундаментов развиваются значительные внутренние напряжения, которые в отдельных случаях могут превысить напряжения от внешней нагрузки под подошвой фундаментов зданий и сооружений и привести к значительным вертикальным деформациям. Пучение может оказывать неблагоприятное влияние не только в период отрывки котлована и устройства фундаментов, но и в процессе возведения здания и его последующей эксплуатации. Избежать вредного влияния сил морозного пучения полностью не удается, даже если подошву фундамента устраивать ниже зоны промерзания, поскольку в данном случае по боковой поверхности фундамента развиваются касательные силы морозного пучения. При наличии отапливаемого подвала в результате развития бокового промерзания грунта возможны горизонтальное смещение и крен фундамента.
Расструктуривание грунтов под действием грунтовых вод. При водоотливе
в водонасыщенных грунтах снижается гидростатическое давление в поровой воде, вследствие чего объем замкнутых пузырьков газа, имеющихся в воде, увеличивается, одно временно в результате падения давления часть растворенных газов начинает выделяться из воды. Эти факторы вызывают нарушение природной структуры слабофильтрующих грунтов, таких, как илы, супеси и суглинки.
Химической суффозией называют процесс растворения минеральных агрегатов скелета грунта, вызывая в некоторых случаях резкое ухудшение физико-механических свойств оснований.
К наиболее типичным ошибкам строителей, приводящим к нарушению структуры грунтов, относятся: перебор грунта при разработке котлована и его неправильная обратная укладка, отрывка котлованов без их немедленного использования для возведения фундаментов, разработка глубоких котлованов около уже построенных зданий, имеющих меньшую глубину заложения фундаментов, проникновение в котлованы производственных или хозяйственных вод.
Динамические воздействия механизмов часто вызывают существенное нарушение природной структуры грунтов оснований. Этому явлению особенно подвержены насыщенные водой пылеватые пески. Нарушение структуры грунтов возможно в результате использования. При земляных работах ударных механизмов (клин-бабы, трамбовки, сваебойные молоты и др.). Для сохранения природной структуры грунтов их разработка ведется легкими механизмами, передвигающимися по краю котлована, на дне которого часто оставляют защитный слой, удаляемый впоследствии с помощью легких землеройных машин.
Неравномерные осадки, образующиеся в период эксплуатации сооружений.
Их можно разделить на пять типов.
Неравномерную осадку, образующуюся в результате расструктуривания грунтов, очень трудно прогнозировать с помощью расчетных методов, поэтому основное требование, выдвигаемое при производстве работ по устройству оснований и фундаментов, заключается в максимальном сохранении природной структуры грунтов основания.
Осадка зданий и сооружений, расположенных на основаниях с преобладанием пылевато-глинистых грунтов, продолжается иногда в течение нескольких десятилетий, имея тенденцию к постепенному затуханию. В песчаных основаниях большая часть осадки происходит в период строительства и в первые месяцы начала эксплуатации. Дополнительные осадки в период эксплуатации зданий следует обязательно учитывать при проектировании сооружений.
Уплотнение грунтов оснований после начала эксплуатации сооружений. Данное уплотнение происходит в результате продолжения процесса консолидации и деформаций ползучести грунта.
Изменение уровня подземных вод. Значительное понижение уровня подземных вод в некоторых случаях может оказать вредное воздействие на эксплуатирующееся здание, выражающееся в проявлении неравномерных осадок, обусловленных образованием дополнительных напряжений в грунтах оснований в результате увеличения собственного веса из-за снятия взвешивающего действия воды.
При возведении складских сооружений, где полезная нагрузка оказывает основное влияние на функционирование здания, поскольку ее доля может оказаться существенно выше веса самого здания (емкости металлических и железобетонных резервуаров, элеваторы, бункера и др.), в некоторых случаях при пылевато-глинистых основаниях в первый год эксплуатации допускается приложение не более 50% полезной нагрузки. Это ограничивает быстрое нарастание осадки и уменьшает вредное воздействие вследствие резкого развития ее неравномерности.
Неравномерные осадки могут приобрести аварийный характер в результате размыва грунта, вызванного прорывом напорных водопроводных магистралей. В некоторых случаях возможно проникновение подземной воды вместе с грунтом в неисправные канализационные коллекторы, причем иногда со значительным напором, в результате чего образуется воронка выноса, в пределах которой грунт получает значительные перемещения. Этому явлению особенно подвержены плывунные грунты, поэтому при возведении зданий и сооружений на грунтах подобного типа вблизи напорных трубопроводов и глубоких коллекторов необходимо располагать фундаменты за пределами возможной воронки выноса и размыва грунта.
Повышение уровня подземных вод может понизить прочность грунтов, так как в результате увлажнения уменьшаются силы сцепления между частицами грунта. Основания, способные испытывать явление набухания, увеличиваясь в объеме при увлажнении, вызванном повышением уровня подземных вод, приведут к дополнительным неравномерным осадкам фундаментов. Лёссовые грунты в результате увлажнения могут получить значительные просадки. Поднятие уровня
подземных вод чаще всего происходит в результате проникновения в грунт атмосферной влаги, а также хозяйственных и производственных вод. Повышение уровня подземных вод выше подошвы фундамента может вызвать коррозию арматуры. Это явление становится особенно опасным при возможности образования в воде агрессивной среды. При отсутствии надлежащей гидроизоляции в подвальных помещениях вода, проникая в подвал, требует откачки, которая может вызвать механическую суффозию в грунтах основания.
Ослабление оснований подземными и котлованными выработками. Устройство фундаментов в условиях современной городской застройки осложняется из-за дополнительного ослабления грунтов в результате строительства линий метрополитена при туннельной проходке, сооружения канализационных коллекторов и других подземных выработок, что вызывает оседание грунта вместе с находящимися на его поверхности зданиями и сооружениями в пределах так называемой мульды оседания.
При разработке глубоких котлованов вблизи уже существующих зданий и сооружений, что часто требуют условия городского строительства, необходимо исключить возможные горизонтальные смещения и подвижки грунтов оснований вместе с ранее построенными зданиями, что достигается с помощью специального крепления стенок траншей и котлованов.
cyberpedia.su
Виды неравномерных осадок
Перекос (рис. 5, а) определяется по разности осадок двух соседних опор (от наиневыгоднейшей, но возможной комбинации загружения), отнесенной к расстоянию между осями этих опор, если статическая схема сооружения обеспечивает при неравномерности осадки сохранение вертикального положения этих опор.
Рисунок 5. Виды неравномерных осадок а — перекос; б — крен фундамента; в — прогиб; г — выгиб; д — крен сооружения
Крен имеет место при неравномерных осадках, когда сооружения или его части получают отклонение от вертикали, а также в случае неравномерных осадок краевых точек отдельных фундаментов (рис. 5,б). Он определяется как разность осадок, отнесенная к соответствующему размеру фундамента или расстоянию между крайними или осевыми точками фундаментов, жестко завязанных конструкцией сооружения (рис. 5,д).
Относительный прогиб характерен для конструкций стен, способных оказывать сопротивление изгибу. Относительный прогиб характеризуется стрелой прогиба или выгиба (рис. 5,в и 5,г), отнесенной к длине части здания или сооружения, получающей изгиб.
Величины неравномерностей осадок ΔS не должны превышать соответствующих предельных значений:
ΔS ≤ ΔSпр (формула 7)Предельные значения неравномерности осадок ограничиваются нормами в зависимости от вида деформации, характера несущих конструкций зданий или сооружений и состава грунта. Их величины указаны в табл. 6.
Большее значение неравномерности предельной деформации основания ΔSпр (по табл. 6) для глинистых грунтов, находящихся в пластичном состоянии, объясняется тем, что эти деформации развиваются во времени медленно. В процессе медленного нарастания неравномерности осадки в материалах несущих конструкций зданий и сооружений возникают деформации ползучести, и дополнительные усилия, появляющиеся в конструкциях при неравномерных осадках основания, существенно снижаются.
В тех случаях, когда по эксплуатационным соображениям к несущим конструкциям зданий и сооружений предъявляются повышенные требования к стабильности их положения или они более чувствительны к неравномерным осадкам основания, чем конструкции, указанные в табл. 5 и 6, необходимо предварительно определить предельную величину неравномерности деформации основания ΔSпр
Величина ΔSпр должна устанавливаться исходя из учета влияния осадок, горизонтальных смещений основания, поворотов и деформаций тела фундамента на напряженное состояние конструкций, а также на условия эксплуатации зданий и сооружений и связанных с ними устройств.
В необходимых случаях деформации оснований могут рассматриваться раздельно для периодов строительства и эксплуатации зданий и сооружений. Если скорость нарастания давления на основание не превышает 1 кГ/см2 в месяц, то в соответствии с нормами принимается, что осадки фундаментов на песчаных грунтах и глинистых (непросадочных) грунтах твердой консистенции при В<0 заканчиваются за период строительства. Однако иногда для глинистых грунтов при В<0 приходится учитывать деформации ползучести, а осадки фундаментов на таких грунтах с показателем консистенции В≥0 считают развивающимися за период строительства в пределах 50% их полной величины; остальная часть осадки развивается в период эксплуатации здания или сооружения.
www.groont.ru
Устранение неравномерных осадок зданий на ленточных фундаментах
Управление неравномерными осадками зданий на ленточных фундаментах, а так же восстановление их первоначального проектного положения и несущей способности является, в настоящее время, существенными проблемами при эксплуатации промышленных и гражданских зданий.
Особенно данные проблемы актуальны для промышленных зданий в связи с особыми условиями эксплуатации (повышенные динамические нагрузки, агрессивные среды и т. д.) и общего износа фонда зданий и сооружений предназначенных для нужд промышленности. Вследствие неравномерных осадок, в раме может возникнуть неблагоприятное напряженное состояние, которое приводит к потере устойчивости и прочности, и способствует появлению аварийных ситуаций на производстве. Важно создать такие конструкции, в которых возможна была бы регулировка напряженного состояния.
Работы в этом направлении ведутся на кафедре “Строительные конструкции” ПГУАС под руководством заслуженного изобретателя России Нежданова К. К.. Им с аспирантами и студентами были предложены ряд методов управления осадками здания, восстановление первоначального проектного положения и несущей способности. [1], [2], [3]
Рассмотрим один из таких методов, на который получен патент РФ. [4]
На наружной и внутренней поверхности осевшего участка стены и ленточного фундамента, сверлят в стене сквозные горизонтальные отверстия, делают пропилы для упоров, снабжённых столиками под углом α = 60…45º к горизонтали.
Закрепляют на стене двусторонние упоры из швеллеров, вводя полки швеллеров в пропилы, пропускают сквозь отверстия в упорах и в стене шпильки с нарезкой.
Рис. 1.
Удаляют верхний слой грунта с наружной и внутренней стороны старого фундамента на глубину, не превышающую глубину его заложения, отсыпают массивы из боя кирпича или щебня, образующие симметричную пару, по обеим сторонам старого фундамента, укладывают на эти массивы опорные плиты.
Устанавливают на плиты контрфорсы под углом α = 60…45º к горизонтали и соединяют их базы с плитами, а оголовки с упорами, при этом плиты выполняют с симметричными относительно их центра отверстиями для впрессовывания через них сыпучего рабочего тела.
В нижней части контрфорса устанавливают домкратную балку, для взаимодействия с гидродомкратами импульсного действия, которые устанавливают соосно с отверстиями в плите с образованием симметричной пары относительно контрфорса между домкратной балкой и плитой.
Фланцы плунжеров гидродомкратов импульсного действия соединяют с домкратной балкой, а их опорные фланцы упирают на сыпучее рабочее тело — в отверстие в плите контрфорса, тем самым образуют арку с упорами в её замке.
Включают пульсирующую насосную станцию в обычном или пульсирующем режиме и синхронно подают давление масла в гидродомкраты.
Нагружают каждую усиливающую арку, разгружают старый фундамент, сжимают и упрочняют грунтовое основание под плитами контрфорсов, полностью разгружают старый фундамент до образования щели под упорами в старом фундаменте.
Устанавливают с двух сторон от каждого гидродомкрата импульсного действия между плитой контрфорса и домкратной балкой стопоры из столбиков, закрепляют стопоры к плитам контрфорсов, синхронно разгружают гидродомкраты импульсного действия каждой арки.
Устраивают ниши в старом фундаменте под упорами, для гидродомкратов и монтируют в эти ниши гидродомкраты, отделяют блок разгруженного фундамента осадочными швами с двух сторон, включают гидродомкраты этого блока, упрочняют этим грунтовое основание под ним и увеличивают раскрытие щели над осадочным блоком.
Забивают страховочные клинья в щели над осадочным блоком, инъецируют в щели пластичный раствор, плотно заполняют их и после схватывания раствора, демонтируют гидродомкраты, оставляя ниши для них открытыми.
На Рис. 1 показан усиляемый фундамент 1 из фундаментных блоков или бутовый. В осевшем участке стены 2 или ленточного фундамента, сверлят сквозные горизонтальные отверстия 3 и делают пропилы 4 для полок упоров 5 из швеллеров 6, снабжённых снаружи столиками 7 под углом α = 60…45º к горизонтали.
Монтируют на стену двусторонние упоры 5 со столиками, вводят полки швеллеров 6 в пропилы 4, пропускают сквозь отверстия 3 в упорах и в стене шпильки 8 с нарезкой, и затягивают на них гайки 9, закрепляя упоры на стене. Шпильки устанавливают с шагом (1…2)t, где t — толщина фундамента.
Удаляют верхний слой грунта с наружной и внутренней стороны старого фундамента на глубину, не превышающую глубину его заложения. Отсыпают массивы 10 из боя кирпича или щебня, образующие симметричную пару, по обеим сторонам старого фундамента. Устанавливают направляющие 11 для плит 12. Направляющие забивают в грунт.
Укладывают на эти массивы 10 опорные плиты 12 под углом α = 60…45º к горизонтали.
В плитах 12 симметрично относительно центра имеются отверстия 13 для впрессовывания через них рабочего тела, например, боя кирпича или щебня. Устанавливают на плиты 12 базы 14 контрфорсов 15 и соединяют их с плитами 12, болтами 16. В нижней части контрфорса установлена домкратная балка 17, пропущенная сквозь его стержень. Домкратная балка 17 предназначена для взаимодействия с гидродомкратами 18.
Фланцы 19 плунжеров соединяют с домкратной балкой 17 болтами 20. Гидродомкраты 18 импульсного действия монтируют между домкратной балкой и плитой контрфорса, соединяя их плунжер с домкратной балкой, а опорный фланец упирают на сыпучее рабочее тело в отверстие в плите контрфорса.
Гидродомкраты соединяют маслопроводами с пульсирующей насосной станцией 21.
Описанный выше метод позволит с минимальными материальными затратами восстановить проектное положение промышленных зданий. В настоящее время ведётся работа в направлении внедрения данного метода в производство.
Литература:
1. Нежданов К. К. Способ рихтовки неразрезных подкрановых балок [Текст] / К. К. Нежданов, А. А. Кузьмишкин, И. Н. Гарькин // Молодой ученый. — 2013. — № 6. — С. 99–102.
2. Нежданов К. К., Нежданов А. К., Карев М. А. Способ ликвидации крена сооружения реактивными контрфорсами. Патент России № 2299952. Бюл. № 15. Опубликовано 27.05.2007.
3. Нежданов К. К., Нежданов А. К., Либаров А. В. «Способ управления напряжённым состоянием рамы двухпролётного здания фундаментами с реактивными двигателями». Патент России № 2 319 811. Е02D 35/00 (2006.01). Заявка на изобретение № 2005 116385/03 (018711). Бюл. № 8. Опубликовано 20.03.2008.
4. Нежданов К. К., Нежданов А. К., Карев М.А, Куничкин П. В. Способ управления неравномерными осадками здания на ленточных фундаментах. Патент России № 2319810, Бюл. № 8.Опубликованно 20.03.2008
moluch.ru
ReadMeHouse
Энциклопедия строительства и ремонта