Статистика:

Search

  • 03Янв

    ОПЫТ УСИЛЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ СООРУЖЕНИЙ

    Как печальное следствие ошибок, допущенных при изыскании, проектировании и строительстве, в сооружениях появляются деформации и нарушается их нормальная эксплуатация.

    В качестве примера расскажем о причине обрушения средней части здания общежития СПТУ-35 в поселке городского типа Хотень Сумской области. Общежитие представляет собой кирпичное пятиэтажное здание с продольными несущими стенами (типовой проект 1-447 С-53/73). Строительство его было начато в мае 1979 г. и завершено в августе 1987 г. В основании здания залегают неогеновые пестроцветные глины твердой и полутвердой консистенции. Расчетное сопротивление основания составляет 0,3—0,4 МПа, что значительно превышает давление, действующее по подошве фундамента Р-0,2 МПа. После отрывки котлована в течение двух лет грунт основания увлажнялся, а также подвергался цикличному замораживанию и оттаиванию. При этом контроля за изменением прочностных и деформационных характеристик грунта не было.

    Как показали лабораторные исследования, в результате увлажнения и промораживания удельное сцепление грунтов уменьшилось в 3 раза, а угол внутреннего трения на 4°. В итоге расчетное сопротивление снизилось до величины 0,1 МПа. При этом модуль деформации грунта уменьшился в два раза. Снижение прочностных характеристик грунтов обусловлено рас-структуриванием глин из-за многократного замораживания и оттаивания.

    В сентябре 1981 г. начались работы по устройству фундаментов, которые завершили в декабре 1984 г. При этом не было исключено промораживание и оттаивание грунта. В процессе производства бетонных работ по устройству монолитных фундаментов нарушалась технология, был использован бетон марки М-75 и М-100 при проектной марке М-200. Проектом предусмотрена в фундаменте арматура диаметром 6 мм класса AIII, располагаемая с шагом 13 см, фактически уложена арматура диаметром 8 мм AI с шагом 32-35 см.

    В феврале 1988 г., т. е. через 6 месяцев после завершения строительства, в несущих стенах здания появились трещины, которые постоянно увеличивались. В декабре 1988 г. и январе 1989 г. учащиеся были выселены, а 19 апреля 1989 г. произошло обрушение центральной части здания.

    Таким образом, в результате длительных сроков строительства были замочены и проморожены грунты основания. При возведении здания нарушили п. 2.12 СНиП 9-74, согласно которому «комиссия должна установить соответствие… свойств грунтов учтенным в проекте…». Снижение марки бетона и арматуры в фундаменте уменьшило сопротивляемость сооружения, возможности перераспределения неравномерных деформаций грунтов основания, которые и привели к обрушению.

    Следует отметить, что аварии можно было избежать, если бы после появления деформаций в здании заказчик обратился к специалистам и было проведено усиление оснований и фундаментов.

    По нашим рекомендациям выполнено усиление оснований фундаментов целого ряда объектов: жилого дома в микрорайоне «Марат-2» в Керчи, склада импортного оборудования ПО «Краситель» в г. Рубежное Ворошиловской области, фундаментов пристройки котельной завода «Станколит» в Москве, жилого дома в Целинограде, школы № 586 в Воронеже, здания корпуса первичной обработки кости на ст. «Волга» Ярославской области, жилого дома в Дмитрове Московской области и др.

    Так, в Керчи в результате замачивания набухающих грунтов основания ленточных фундаментов из сборных блоков осадки жилого дома составили более 10 см за три месяца. Замачивание имело локальный характер, и соответственно осадки развивались крайне неравномерно. В силу значительной жесткости дома произошло перераспределение неравномерных перемещений, и дом накренился в сторону замачиваемого участка фундаментов. Однако последние на этом участке потеряли устойчивость и наклонились на 300 мм внутрь подвала. Деформации оказались настолько значительными, что потребовалось отселение жителей.

    В результате обследования установили подъем полов в подвале, обусловленный выпором грунта из-под фундаментов и образованием плоскости скольжения в основании. Необходимо было остановить процесс разрушения основания. Усиление осуществили путем пригрузки грунта основания фундамента со стороны подвала бетоном. С этой целью в подвале выполнили бетонную подготовку, толщина которой определена по методу круглоцилин-дрических поверхностей скольжения. После усиления осадки основания быстро стабилизировались, и дом был заселен.

    Таким образом, в случае возможной потери устойчивости фундаментами зданий с жесткой конструктивной схемой эффективно использование пригруза основания со стороны выпора грунта.

    Однако такой способ усиления имеет ограниченную область применения и неприемлем в случае залегания под подошвой слабых, насыпных, просадочных грунтов, а также если основание подвержено суффозии.

    Последнее имело место на складе в г. Рубежном. Здание с полным железобетонным каркасом, мостовым краном и монолитными столбчатыми фундаментами имело трещины шириной 2рЗ см. Основанием склада служат следующие грунты: техногенные насыпные пески средней крупности маловлажные и влажные; мяг-копластичные илы мощностью 2,5—3 м; мелкие илистые пески; мелкие однородные пески, насыщенные водой; скальный мергель.

    Подземные воды залегают на глубине 2,9—7 м. Уровень их подвергался значительному сезонному колебанию, обусловленному наличием нескольких водозаборов и утечками техногенных вод. Фильтрация воды через мелкие пески привела к потере массы на 4—12%, а коэффициент пористости увеличился соответственно на 10-34%.

    В этих условиях были установлены путем вдавливания микросваи, которые опираются на мелкие пески и мергель. По окончании устройства свай деформации здания стабилизировались.

    Аналогичный метод усиления путем вдавливания свай диаметром 100—200 мм использован при усилении фундаментов котельной завода «Станколит» в Москве. В процессе строительства не были пройдены насыпные грунты, которые не могли служить надежным основанием монолитных столбчатых фундаментов. Используя домкраты, в них вдавили отрезки труб, в которые уложили бетон.

    Следует отметить высокую надежность способа усиления вдавливаемыми сваями, так как при этом фиксируется несущая способность свай и они практически сразу включаются в работу. Однако этот метод связан со значительными трудозатратами, требует обустройства, усиления мест опирания домкратов. Поэтому более эффективно применение пневматических пробойников. С использованием этого оборудования выполнено усиление оснований фундаментов кирпичного здания школы в Воронеже и крупнопанельного жилого дома в Россоше. Оба объекта имеют продольные несущие стены и ленточные фундаменты. В основании фундаментов залегают насыпные и просадочные грунты. Просадки оснований не превышают 5 сл^. Однако за 30 лет эксплуатации школы накопились значительные деформации, и трещины образовались во всех несущих стенах.

    Дом имеет характерные трещины между панелями в средней части на лестничной клетке, т. е. крайние части дома имеют большие осадки, чем средняя часть. Раскрытие трещин наверху составляет несколько см. Геодезические измерения осадок фундаментов показали, что перемещение средней части дома составляет 0,2—0,4 мм в месяц, а крайних частей—до 0,7 мм/мес. Наблюдения за осадками зданий продолжаются.

    Предложен способ усиления основания фундаментов, заключающийся в передаче части нагрузки от верхнего строения на предварительно уплотненный грунт. При этом новые фундаменты включаются в работу непосредственно в процессе их устройства. Этот метод апробирован еще на ряде объектов.

    В статье приведены характерные примеры усиления фундаментов сооружений. Возможны и другие методы. ВНИИОСП им. Н. М. Герсеванова продолжает свои работы в этом направлении.

    Евгений СОРОЧАН,

    доктор технических наук, профессор Владимир ШИШКИН, кандидат технических наук

    Posted by admin @ 6:04 пп

Comments are closed.