55. Факторы физического износа фундаментов

Фундаменты зданий, другие подземные конструкции со време­нем получают физический износ – результат воздействия на них природных и техногенных факторов (рисунок 6.2). При этом материалы, из которых изготовлены фундаменты, выветриваются, обводняются и подвергаются выщелачиванию; деревянные элементы (лежни, ростверки, сваи) разлагаются, происходит коррозия металла арматуры, балок, стальных и чугунных свай.

В кладке фундаментов возникают трещины – результат неравномерной деформации грунтов. Недопустимый износ фундаментов может иметь опасное развитие с аварийными последствиями.

Вместе с этим и основания сооружений (т. е. грунты) могут получить деформации (осадки, просадки, провалы). Это приводит к износу сооружений, развитию трещин в стенах, кренов и прогибов, иногда к общей потере устойчивости. Факторы износа фундаментов и развития деформаций оснований бывают техногенными и природными.

К техногенным факторам износа относятся:

– неравномерная осадка оснований – процесс длительного уплотнения грунтов в результате воздействия нагрузки от массы зданий и сооружений. Как показывают наблюдения, осадки зданий в различных городах мира развиваются десятками лет;

– подработка территории, т.е. строительство подземных сооружений закрытым способом (шахты, метрополитены, тоннельные канализационные коллекторы);

– искусственное понижение уровня грунтовых вод, которое происходит при устройстве дренажей, ливневой и общесплавной канализации. При этом увеличивается толщина зоны аэрации, осушаются и загнивают деревянные элементы (лежни, ростверки, сваи), фундаменты получают большую и неравномерную осадку;

– повышение уровня грунтовых вод, приводящее к «обводнению» оснований; при этом лессовые грунты получают просадку, доуплотняются рыхлые пески, может развиваться химическая суффозия некоторых минералов (гипс и др.), образование местных провалов в результате обрушения сводов карстовых полостей в известняках;

– надстройка зданий, которая увеличивает нагрузки на фундаменты, часто превышающие расчетное сопротивление R основания, что приводит к потере устойчивости фундамента или к осадке, возникают повреждения конструкций, повышается общий износ зданий;

– механическая суффозия грунта, т. е. вынос тонких фракций грунтов фильтрационным потоком в результате работы дренажей, канализации, а также при откопке траншей, строительных котлованов подземных сооружений;

– размыв грунта при прорыве водопровода или труб горячего водоснабжения, который вызывает образование каверн, промоин в грунте в местах ввода коммуникаций в здание, развитие опасных деформаций стен;

воздействие вибрации на основания и конструкции зданий от влияния транспорта, промышленных установок, строительных механизмов. Вибрации приводят к уплотнению песков или разжижению водонасыщенного грунта и потере устойчивости основания;

– рост культурного слоя в городах – неуправляемый процесс накопления насыпных грунтов на территории городов и промышленных зон. В некоторых городах толщина культурного слоя достигает местами 3–6 м.

К природным факторам износа относятся:

– выветривание горных пород основания и материалов фундаментов;

– деформации оползневых склонов;

– протаивания толщи вечномерзлых грунтов с развитием просадки основания зданий;

– землетрясения;

– подмыв оснований зданий и сооружений, расположенных по берегам рек, морей, водохранилищ;

– ветровая эрозия основания зданий и сооружений.

Обычно техногенные и природные факторы действуют на основания сооружений совместно.