Содержание, карта.

Максимальная осадка фундамента


5.5.5. Предельные деформации основания

Библиотека / Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения / Глава 5. Расчет оснований фундаментов мелкого заложения

Предельные значения совместной деформации основания и сооружения устанавливаются исходя из необходимости соблюдения:

а) технологических или архитектурных требований к деформациям сооружения (изменение проектных уровней и положений сооружения в целом, отдельных его элементов и оборудования, включая требования к нормальной работе лифтов, кранового оборудования, подъемных устройств элеваторов и т.п.) sus;

б) требований к прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций, включая общую устойчивость сооружения suf.

Предельные значения совместной деформации основания и сооружения по технологическим или архитектурным требованиям sus должны устанавливаться соответствующими нормами проектирования зданий и сооружений, правилами технической эксплуатации оборудования или заданием на проектирование с учетом в необходимых случаях рихтовки оборудования в процессе эксплуатации. Проверка соблюдения условий s ≤ sus производится в составе расчетов сооружений во взаимодействии с основанием после соответствующих расчетов конструкций сооружения по прочности, устойчивости и трещиностойкости.

Предельные значения совместной деформации основания и сооружения по условиям прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций suf должны устанавливаться расчетом сооружения во взаимодействии с основанием. Такой расчет, как правило, выполняется при разработке типовых проектов сооружений для нескольких вариантов грунтовых условий, отличающихся прочностными и деформационными характеристиками грунтов, а также степенью изменчивости сжимаемости основания в плане сооружения. Проверка соблюдения условия s ≤ suf в стадии привязки типовых проектов к местным грунтовым условиям является косвенной проверкой прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций сооружений.

При разработке индивидуальных проектов сооружений, конструкции которых рассчитываются во взаимодействии с основанием, значения suf не требуется устанавливать. Указанные величины допускается не устанавливать и для сооружений значительной жесткости и прочности (например, зданий башенного типа, домен), а также для сооружений, в конструкциях которых не возникает усилий от неравномерных осадок основания (например, различного рода шарнирных систем).

Для упрощения расчета оснований по деформациям при привязке типовых проектов к местным грунтовым условиям рекомендуется в процессе разработки типовых проектов сооружений по значениям sus и suf устанавливать следующие критерии допустимости применения этих проектов:

  • – предельные значения степени изменчивости сжимаемости грунтов αE, соответствующие различным значениям среднего модуля деформации грунтов в пределах плана сооружения  или средней осадки основания сооружения ;
  • – предельную неравномерность деформаций основания Δs0, соответствующую нулевой жесткости сооружения.

В типовых проектах рекомендуется указывать перечень грунтов (с указанием простейших характеристик их свойств, а также характера напластований), при наличии которых в основании сооружений не требуется выполнять расчет оснований по деформациям.

Степень изменчивости основания αE определяется отношением наибольшего значения приведенного по глубине модуля деформации грунтов основания в пределах плана сооружения к наименьшему значению. Среднее значение модуля деформации грунтов основания  в пределах плана сооружения определяется как средневзвешенное (с учетом изменения сжимаемости грунтов по глубине и в плане сооружения).

Зависимость предельных значений αE от среднего модуля деформации грунтов основания или от средней осадки основания сооружения  используется преимущественно для протяженных жилых зданий.

Рис. 5.31. Зависимость предельных значений αE от (кривые 1, 2 и 3 соответствуют ширине подошвы фундаментов под несущие стены b1, b2, b3, причем b1 > b2 > b3)

Пример такой зависимости для пятиэтажных крупнопанельных жилых домов серии I-464 приведен на рис. 5.31. Для облегчения вычисления средних осадок зданий при привязке типовых проектов к местным грунтовым условиям рекомендуется в типовых проектах приводить их расчетные значения в виде , где k — коэффициент, зависящий от принятого конструктивного решения фундаментов и действующих на них нагрузок, кН/м.

ТАБЛИЦА 5.26. ПРЕДЕЛЬНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ ОСНОВАНИЯ
Сооружения Относительная разность осадок Крен iu Средняя  или максимальная smax,u (в скобках) осадка, см
1. Производственные и гражданские одноэтажные и многоэтажные здания с полным каркасом:   железобетонным

   стальным

 0,002

0,004

 –

 (8)

(12)

2. Здания и сооружения, в конструкциях которых не возникают усилии от неравномерных осадок 0,006 (15)
3. Многоэтажные бескаркасные здания с несущими стенами:   из крупных панелей   из крупных блоков или кирпичной кладки без армирования

   то же, с армированием, в том числе с устройством железобетонных поясов

 0,00160,0020

0,0024 

 0,0050,0005

0,005 

 1010

15 

4. Сооружения элеваторов из железобетонных конструкций:   рабочее здание и силосный корпус монолитной конструкциина одной фундаментной плите   то же, сборной конструкции   отдельно стоящий силосный корпус монолитной конструкции   то же, сборной конструкции

   отдельно стоящее рабочее здание

 ––––

 0,0030,0030,0040,004

0,004

 40304030

25

5. Дымовые трубы высотой Н, м:   Н ≤ 100   100 

Как определить допустимые осадки фундаментов: совет специалиста

Осадка фундамента – это вертикальное смещение основания, являющееся результатом деформации слоя грунта, расположенного под подошвой. Существует достаточное количество причин влияющих на возникновение осадочного процесса. Но одной из самых распространенных является экономия материала при строительстве здания и неправильная организация работ.

Лопнул фундамент дома

Причины осадки основания

Просадка фундамента может быть результатом неверных расчетов глубины закладывания фундамента в почве. Фундамент, уложенный выше предельно допустимой нормы – серьезная ошибка, практически не поддающаяся исправлению.

Большое количество грунтовых вод, протекающих в зоне строительства, также может стать причиной осадки. Но эта проблема устраняется методом сооружения дренажной системы, которая монтируется в самом начале возведения дома. Трудности в исполнении и лишнее расходование средств может повлечь устройство дренажа с уже построенным зданием. Хотя в этом случае, хорошим вариантом может стать посадка деревьев по периметру основания, они будут поглощать лишнюю влагу.

Дефекты фундамента

Часто дефекты фундамента связанные со временем эксплуатации здания. Но обычно причиной осадочных процессов является халатное отношение к выбору строительного материала, используемого при возведении дома. Подобные недостатки исправляются только во время проведения капитально ремонта, и то если повезет. Гарантированное исправление фундамента можно получить только при его полной замене. Но сделать это можно только при наличии специальной дорогостоящей техники.

Нагрузка, оказываемая надстроенными этажами на фундамент, часто вызывает просадку основания. Чтобы исправить дефект можно попытаться насытить почву под домом и рядом с ним цементным молоком, которое изготавливается путем добавления в воду нескольких горстей цемента.

Способы расчета осадки

Рассчитать допустимые осадки фундаментов можно несколькими способами. Наиболее точным из них является суммирование осадок отдельных слоев , для каждого из которых необходимо вычислить собственное значение степени деформации. Метод суммирования отдельных осадок великолепно подходит для исследования различных осадок.

Важно знать! Определение осадки фундамента нуждается в рассмотрении всех слоев расположенных в активной зоне, то есть в пределах определенной толщи грунта. Изменения, которые происходят ниже этого уровня, исключаются при проведении вычислений.

Расчет

Максимальная осадка фундамента рассчитывается также методом нахождения эквивалентных слоев, позволяющих вычислить осадку при учете ограниченного бокового расширения. Что такое эквивалентный слой? Это толщина грунта, дающая осадку равную по значению осадке фундамента, имеющего определенные размеры при нагрузке обладающей такой же интенсивностью. Осадка эквивалентного грунта происходит при условии невозможного бокового расширения, то есть вся поверхность несет одинаковую нагрузку.

Предельно допустимая величина осадки

Предельные средние осадки различаются для каждого типа строения. Например, предельная средняя осадка кирпичного здания по ГОСТ составляет около 12 см. Но следует помнить, что на сегодня не существует нормативных величин, по которым можно установить предельно допустимые осадки фундаментов. По строительным нормам не существует различия между первоначальной осадкой, приобретенной во время строительства и дополнительным проседанием основания.

Согласно установленным стандартам предельно допустимая осадка домов первой категории (технического состояния) равна 5 см. Вторая и третья категория – это уже измененные основания, уровень деформации которых дошел до 2 или 3 см.

Важно знать! Здания из кирпича, имеющие 1 и 2 категорию технического состояния, могут понести серьезные повреждения в виде сквозных вертикальных трещин при локальной дополнительной осадке 5 см.

Сдвиг сборных плит перекрытий при таком оседании близок к предельному значению. Для проведения капитального ремонта потребуется выселение жителей, выборочное усиление конструкции, полное восстановление декора, как внутри здания, так и снаружи.

Осадка 2 и 3 см требует несколько меньшего ремонта. Исходя из этого, возникает вопрос, является ли допустимой осадка 2-5 см? Если критерием предельной нормы считать исключение обрушения конструкции, то допустима. Но если критерием будет являться отсутствие емких повреждений, требующих ремонта, то такое значение нельзя считать предельно допустимым.

Предотвращение проблемы

Предотвратить проседание фундамента здания можно, если предпринимать некоторые действия.

  1. Необходимо в первую очередь обеспечить основанию правильную грамотную защиту от воздействия сырости и влаги. Это можно сделать, изолировав фундамент от взаимодействия с водой при помощи различных водонепроницаемых материалов. Самыми практичными, доступными и дешевыми материалами, которые обладают таким свойством, являются битум и рубероид.
  2. Можно изолировать основание от контакта с водой, используя высококачественные гидроизолирующие материалы. Например, жидкое стекло и цемент.
  3. Устройство вентиляционной системы позволит влаге самостоятельно испаряться со стен основания и подвального помещения. В этом случае поможет оборудование дополнительных отдушин, изготовленных в полном соответствии с технологией устройства вентиляционных систем.

Предотвратить осадку фундамент позволит монтаж отмостков, выполненных под углом к основанию. Конструкции изготавливаются из бетона или асфальтового покрытия. Устройство системы слива влаги с крыши также будет способствовать сохранению фундамента в надлежащем виде.

Коэффициент просадки фундамента прямо пропорционален величине глубины промерзания почвы в месте застройки. Поэтому тщательно разработанный проект основания позволит избежать всех проблем, связанных с осадкой здания.

Статья была полезной? Оцени и поделись ей в соц. сетях: (голосов: 3 , среднее: 3,33 из 5)  Loading ...

Осадка фундамента

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.

2. Предельно допустимые дополнительные совместные деформации зданий и их оснований (ч. 1)

Библиотека / Сотников С.Н. Проектирование и возведение фундаментов вблизи существующих сооружений / Глава 4. Особенности проектирования фундаментов, возводимых вблизи существующих зданий

Дополнительными осадками зданий (сооружений) принято называть осадки, которые возникают в результате загружения (застройки) смежных с ними площадей. Эти дополнительные осадки развиваются в результате одностороннего приложения нагрузки относительно основания существующих зданий, они всегда и заведомо неравномерны, а поэтому и особенно опасны [29].

Сотников С.Н. О дополнительных совместных деформациях зданий и оснований, возникающих при строительстве в районах плотной застройки // Основания, фундаменты и механика грунтов

Очевидно, что строительство в сложившихся районах города или в промышленной зоне не должно приводить к авариям и повреждениям конструкций существующих домов, поэтому экономичные и безопасные конструктивные решения фундаментов могут быть приняты только на основе расчета оснований новых (проектируемых) и старых (существующих) зданий по деформациям.

В соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83 при проектировании отдельно стоящих зданий должно быть выполнено условие

где s — осадка основания, определяемая расчетом; su — предельно допустимая осадка основания зданий, устанавливаемая по прил. 4 СНиП 2.02.01-83 или совместным расчетом системы «сооружение — основание».

При проектировании зданий, располагаемых возле существующих, необходимо удовлетворить и второе условие:

где sad — дополнительная осадка от загружения основания существующего здания проектируемым; sad,u — предельно допустимая величина совместной дополнительной деформации здания (сооружения).

Таблица 4.1

Прогнозируемая осадка нового здания на естественном основании Общая характеристика проектного решения Мероприятия
архитектурно-планировочные по фундаментам нового здания по наземным конструкциям организационно-технологические
Менее 5 см Предупредительные меры Новое здание должно быть не выше существующих Устройство ленточных фундаментов перпендикулярно линии примыкания Временное усиление существующих зданий в зоне примыкания Применение шпунта по линии примыкания при расчете на горизонтальные силы. Разработка выемок участками
От 5 до 10 см Специальные меры Нежелательны: примыкания, сложные в плане, в поперечных направлениях, в углах; разноэтажные части. Рационально примыкание посредством легких переходов Максимально возможное удаление фундаментов от существующих зданий. Разрезка оснований конструктивным шпунтом ниже глубины сжимаемой зоны Устройство примыканий на консолях. Применение осадочных швов. Усиление соседних зданий металлическими продольными стяжками. Устройство ниш в фундаментах для установки домкратов или других выравнивающих устройств. Проектирование нового здания по жесткой конструктивной схеме Погружение шпунта вдавливанием (при наличии слоев песка). Первоочередное строительство относительно тяжелых блоков (частей) зданий. Придание конструкциям строительных подъемов
Более 10 см Меры по уменьшению проектной осадки до 5 см Не регламентируются Устройство опор глубокого заложения: свай буровых, винтовых, коротких, забивных, вдавливаемых и забивных с лидирующей скважиной, в тиксотропной рубашке; стен в грунте; опускных колодцев; массивов из закрепленного грунта Те же, что и при осадке менее 5 см Ограничение динамических воздействий

Материалы натурных наблюдений за развитием дополнительной осадки существующих зданий и возникших при этом повреждений строительных конструкций показали, что предельным дополнительным совместным деформациям существующих зданий sad,u требуется придать иное смысловое содержание, чем установленным в СНиП 2.02.01-83 su для отдельно стоящих зданий. Указанное положение обусловлено тем, что дополнительная осадка sad заведомо неравномерна, а ее вид (форма совместной деформации: перекос стен) всегда предсказуем.

В рассматриваемой ситуации целесообразно использовать три показателя: дополнительную осадку точки, наиболее приближенной к линии примыкания нового здания к существующему, sad,a;

  • дополнительный перекос1 существующего здания на участке примыкания jad;
  • дополнительный крен существующего здания в сторону нового iad

Дополнительный перекос определяется по формуле

1 Термину «перекос» по СНиП 2.02.01-83 соответствует определение «относительная неравномерность осадки». Термин «перекос», предложенный Б.И. Далматовым, по нашему мнению, предпочтителен как более лаконичный и лучше отвечающий природе явления.

где sad,a — осадка точки существующего здания, находящейся возле линии его примыкания к новому; sad,b — осадка точки существующего здания, отстоящей от линии его примыкания к проектируемому на расстоянии l, которое устанавливается в зависимости от конструкции здания.

Расстояние l (рис. 4.1) назначается для кирпичных и крупноблочных домов с продольными несущими стенами равным расстоянию от линии примыкания до ближайшего проема; для зданий с поперечными стенами — шагу этих стен; для зданий каркасных — шагу колонн и т.п. Обычно это расстояние равно 2—6 м. Теория и опыт свидетельствуют о том, что на участке длиной l перекос стен зданий и вызванные этим повреждения получают наиболее опасное развитие.

Рис. 4.1. К определению максимального перекоса конструкций существующего здания 1 — здание более ранней постройки, 2 — новое здание, a и b — точки определения осадки по расчету

Дополнительный крен определяется выражением

iad = (sad,a – sad,n)/La–n,

где sad,n — осадка точки существующего здания (блока), находящейся на стороне, противоположной линии примыкания к новому зданию; La–n — характерный размер существующего здания в плане (расстояние между точками а и n).

Величина iad устанавливается для относительно коротких (L ≈ 20÷30 м), «точечных» зданий или блоков протяженных зданий, разделенных осадочными швами на ряд отсеков.

Сотников С.Н. Проектирование и возведение фундаментов вблизи существующих сооружений

  • Предыдущая
    • 4.1
    • 4.2 ч.2
    • 4.3 ч.1
    • 4.3 ч.2
    • 4.4
    • 4.5
  • Следующая
  • Содержание


Смотрите также