7

Основания и фундаменты. Спецкурс. Лекция 10

10. Возведение фундаментов вблизи существующих зданий

10.1. Причины развития дополнительных осадок

Дополнительная осадка здания s_ad возникает в результате 3-х причин:

1. от строительно-технологических воздействий на основание существующего здания. Такую осадку называют дополнительной строительно-технологической s_ad,t;

2. от изменения напряженного состояния основания существующего здания при загружении массива грунта новым зданием – дополнительная осадка уплотнения s_ad,s;

3. от воздействий технологического оборудования, размещенного в новом здании, на основание соседних зданий – дополнительная эксплуатационная осадка s_ad,е.

10.2. Дополнительная осадка от строительно-технологических воздействий

Основные причины возникновение осадки:

• вибрация грунта, фундамента и надземных конструкций при погружении свай и шпунта (молотами и вибраторами);

• отрывка котлована глубже существующего фундамента;

• промораживание и оттаивание грунта под фундаментами зданий при зимних условиях строительства;

• разжижение плывунов под фундаментами при открытой откачке подземной воды, поступающей в котлован;

• отклонение шпунтовых стенок котлована, если возле них имеются существующие фундаменты;

• понижение УГВ.

Рис. Схемы развития дополнительной технологической осадки: а – при забивке шпунта и свай; б – при значительном углублении дна котлована; в – при промораживании грунта под существующим фундаментом (d_с.п.г. – глубина сезонного промерзания грунта); г – при открытом водоотливе и выносе частиц грунта из-под подошвы существующего фундамента; д – при отклонении шпунтового ограждения в сторону нового котлована (d_k – глубина котлована)

10.3. Дополнительная осадка от изменения напряженного состояния основания соседних зданий

От загружения основания новым зданием возникает осадочная воронка, размеры в плане которой соизмеримы с мощностью сжимаемой толщи основания. Наибольшие осадки образуются в пределах 10 м от площади загружения основании. Если в пределах осадочной воронки оказывается здание, то оно получает осадку, вызванную дополнительными напряжениями, вызванными постройкой нового здания.

Рис. Повреждение стен двух домов старой постройки, между которыми был построен новый дом: а- план участка; б – разрез нового здания и его основания; в – кривые измеренных осадок трех зданий; I-III – номера зданий; 1 – деформационные марки; 2 – осадочные швы; 3 – участок 4-этажного здания, разобранный и восстановленный в 1980 г.; 4 – песок пылеватый; 5 – супесь; 6 и 8 – суглинки; 7 – глина; 9 – песок мелкий; 10 и 11 – глина и суглинок моренные; А – Г – участки домов старой постройки, получившие повреждения

10.4. Дополнительная осадка от производственно-технологических воздействий

Наиболее опасны вибрационные воздействия на грунт при работе:

• массивных молотов,

• прессов;

• компрессоров с низкочастотными колебаниями.

Данные вибрации могут вызвать «разжижение» водонасыщенных песков.

10.5. Определение предельно допустимых дополнительных деформаций

Кроме требований СНиП 2.02.01-83:

s  s_u,

согласно ВСН 401-01-77 «Временная инструкция по устройству фундаментов вблизи существующих зданий» необходимо выполнение условия:

s_ad  s_ad,u,

где s_ad – дополнительная осадка от загружения основания существующего здания проектируемым;

s_ad,u – предельно допустимое значение совместной дополнительной деформации здания. Из-за различного развития осадок s_ad,u  s_u.

Рис. Схемы к определению крена здания и перекоса его конструкций в результате развития дополнительной осадки:

а – перекос конструкций здания; б – крен узкого здания; в – эпюра осадки продольной стены нового здания и дополнительной осадки существующего здания;

1 – существующее здание; 2 – возводимое (новое) здание; 3 – кривая осадки нового здания; 4 – кривая дополнительной осадки существующего здания

При прогнозе неравномерных деформаций используют следующие показатели:

• s_ad,a – дополнительная осадка точки а на линии примыкания нового здания к существующему;

• j_ad – дополнительный перекос существующего здания на участке примыкания;

• i_ad – дополнительный крен существующего здания в сторону нового.

Дополнительный перекос:

j_ad = (s_ad,a – s_ad,b)/l,

где s_ad,b – осадка дополнительной точки b₁ существующего здания на расстоянии l от линии примыкания. Величина l назначается:

• для кирпичных и крупноблочных домов с продольными несущими стенами – как расстояние до ближайшего к примыканию проема;

• для зданий с поперечными несущими стенами – равной шагу этих стен;

• для каркасных зданий – шагу колонн.

Дополнительный крен:

i_ad = (s_ad,a – s_ad,n)/L,

где s_ad,n – дополнительная осадка противоположной грани здания для узких зданий или блоков;

L – ширина здания или блока, для протяженных зданий L – расстояние, где s_ad,n  0.

Категории состояния зданий

Категория повреждения	Вид повреждения			Износ конструкций, %
	несущих стен, колонн, фундаментов	ограждающих стен	перекрытий, лестниц, сводов
0	Трещин нет	Трещин нет	Сдвигов и трещин нет	до 5
I	Наклонные и вертикальные трещины в межколонных поясах и перемычках с раскрытием до 1 мм	Трещины в кладке и швах между панелями с раскрытием до 1 мм	Повреждений и сдвигов нет	5-20
II	То же, до 5 мм	То же, до 5 мм	Трещины в узлах сопряжения конструкций и сдвиги в заделке	20-40
III	Сквозные горизонтальные и вертикальные трещины, вывалы кладки	Трещины с раскрытием более 5 мм, сдвиги панелей	Трещины и сдвиги в узлах сопряжений, разрывы анкеров	свыше 40

Предельные значения дополнительных деформаций принимают по таблице.

Здания	Категория состояния	Предельные дополнительные деформации зданий
		наибольшая осадка sad,u, см	перекос jad,u	крен iad,u
Бескаркасные со стенами из кирпича или крупных блоков без армирования	I II III	4 3 2	0,0030 0,0015 0,0010	0,004 0,002 0,002
То же, с армированием или ж/б поясами	I II III	6 4 3	0,0035 0,0018 0,0012	0,004 0,004 0,003
Бескаркасные со стенами из крупных панелей	I II III	4 3 2	0,0020 0,0010 0,0007	0,004 0,002 0,002

Различают следующие случаи:

s  s_u, s_ad  s_ad,u – ожидаемые осадки проектируемого и существующего зданий меньше допустимых. Достаточно применения простейших мероприятий (устройство осадочных швов);

s  s_u, s_ad  s_ad,u – ожидаемые осадки проектируемого здания меньше допустимых, но дополнительная осадка существующего здания превышает допустимую. Необходимо применение специальных мероприятий (устройство фундаментов с консолями, разделительный шпунт);

s  s_u, s_ad  s_ad,u – строительство не может быть разрешено. Для возведения нового здания необходимо использовать другие типы фундаментов, обеспечивающих уменьшение осадок до допустимых значений.