Строительство на подрабатываемых и карстоопасных территориях

ментно-подвальной части зданий, воспринимающих сосредоточенную нагрузку от выравнивающих устройств, и глубину заложения фундаментов, включая проверку на устойчивость основания при передаче на него давления от выравнивающих устройств.

4.3. Особенности проектирования для строительства на подрабатываемых территориях

При величинах деформаций земной поверхности на подрабатываемых территориях: ε ≤ 1 мм/м, R ≥ 20 км, i ≤ 3 мм/м и h ≤ 1 см меры защиты зданий и сооружений, за исключением железобетонных емкостей для жидкостей и некоторых типов технологического оборудования, как правило, не требуются.

Проекты зданий и сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях, разрабатывают на основе горно-геологического обоснования. Материалы инженерных изысканий должны дополнительно содержать:

а) оценку изменений геоморфологических, гидрогеологических и гидрологических условий участка застройки вследствие оседания земной поверхности (возможность образования провалов, оползней, изменения уровня грунтовых вод с учетом сезонных и многолетних колебаний, возможность подтопления территорий);

б) оценку возможных изменений физико-механических свойств грунтов вследствие изменения гидрогеологических условий площадки; в) сведения о местах расположения устьев старых вертикальных и

наклонных выработок; г) сведения о старых горных выработках, пройденных на глубинах

до 80 м, степени заполнения выработок породами, об их границах (при отсутствии планов горных работ), о покрывающей толще пород (состав пород, положение пустот в толще и их размеры);

д) для модели оснований в виде нелинейно-цифровой системы – данные испытаний грунтов при возрастании давления и разгрузке, характеризующие нелинейность деформирования основания;

е) для моделей оснований в виде реологической системы – данные испытаний грунтов с фиксацией деформаций во времени на каждой ступени нагрузки.

51

При строительстве в районах, где, по данным территориальных геологических организаций, отмечены выходы пластов или тектонических дизъюнктивных нарушений горных пород под наносы или находятся отработанные горные выработки и их выходы на поверхность, необходимо выполнять комплекс изыскательских работ по определению точного расположения пустот в выработанном пространстве (на глубине до 80 м), выходов нарушений и по возможности углов падения плоскости сместителя и амплитуды смещения горных пород.

Не допускается строительство зданий и сооружений на подрабатываемых территориях, где по прогнозу возможно образование провалов, а также на участках, где возможно оползнеобразование.

На подрабатываемых территориях, где по прогнозу ожидаются деформации земной поверхности, превышающие предельные по группам I и Iк (см. табл. 1 и 2), строительство зданий и сооружений допускается в исключительных случаях по заключению специализированной организации и при наличии соответствующего технико-экономического обоснования.

При строительстве на территориях, где возможно техногенное затопление или подтопление, вызываемое разработкой месторождений полезных ископаемых в соответствии с требованиями СНиП 2.06.15-85 «Инженерная защита территорий от затопления и подтопления», должна быть предусмотрена инженерная защита территорий. Прогноз затопления или подтопления территорий и проектирование защиты от этого территорий необходимо осуществлять на основании заключения специализированной организации.

Размер деформационного шва (рис. 9) между отсеками должен удовлетворять условиям:

на уровне подошвы фундамента

где L0 – расстояние между центрами смежных отсеков бескаркасных зданий (сооружений) и каркасных зданий с фундаментами, соединенными связями-распорками или иными конструктивными решениями фундаментов в направлении, перпендикулярном деформационному

52

шву, или расстояние между центрами блоков жесткости каркасных зданий с несвязанными фундаментами (см. рис. 9); Н – расстояние от подошвы фундамента до верха стены (в одном из смежных отсеков с меньшей высотой); θ – расчетный крен одного из смежных отсеков от деформаций основания, определяемый по формулам:

для площадок с плавными деформациями земной поверхности

здесь R – радиус кривизны вогнутости земной поверхности;

для площадок, где проявляются сосредоточенные деформации (уступы)

здесь L' – длина меньшего отсека; значение L' не должно превышать расстояния между уступами.

Размер деформационного шва между отсеками следует принимать не менее 20 см.

Рис. 9. Схемы для определения размеров деформационного шва между отсеками

53

4.4. Особенности проектирования зданий и сооружений для строительства на просадочных грунтах

При проектировании зданий и сооружений для строительства на просадочных грунтах учитывают:

−в грунтовых условиях I типа по просадочности – просадки грунтов от внешней нагрузки и собственного веса грунта;

−в грунтовых условиях II типа по просадочности – деформации земной поверхности, возникающие вследствие просадки грунтов от собственного веса, просадки от внешней нагрузки, а также горизонтальные деформации земной поверхности.

Допускается не учитывать просадочные свойства грунтов при проектировании зданий и сооружений в случае невозможности замачивания основания в течение всего срока эксплуатации объекта.

Проектирование зданий и сооружений для строительства на просадочных грунтах при возможности их замачивания осуществляют с применением одного из принципов защиты:

а) устранения просадочных свойств грунтов в пределах просадочной толщи уплотнением их или закреплением;

б) прорезки просадочной толщи свайными фундаментами с передачей всей нагрузки и сил отрицательного трения проседающего грунта на подстилающие непросадочные грунты;

в) комплекса мероприятий, включающего частичное устранение просадочности грунтов основания и защиту слоя просадочных грунтов

снеустраненной просадочностью от возможного замачивания, и конструктивные меры защиты, повышающие несущую способность зданий (сооружений) при деформационных воздействиях, вызванных замачиванием грунтов с неустраненными просадочными свойствами; выравнивание зданий (сооружений) или отдельных их элементов; водозащиту грунтов основания.

При проектировании зданий и сооружений, предназначенных для строительства на площадках с грунтовыми условиями I типа по просадочности, следует, как правило, предусматривать полное устранение просадочных свойств грунтов в пределах верхней зоны просадки или полную прорезку просадочной толщи свайными или другими фундаментами. При этом проектирование конструкций производят, как на обычных непросадочных грунтах, без дополнительных конструктивных и водозащитных мероприятий (Прил. Е).

54

При проектировании зданий и сооружений, предназначенных для строительства на площадках с грунтовыми условиями II типа по просадочности, следует в целях уменьшения деформаций оснований применять, как правило, полное устранение просадочных свойств грунтов в пределах всей просадочной толщи либо ее прорезку глубокими фундаментами, в том числе свайными или закрепленными массивами грунта (Прил. Е).

Размеры, несущую способность уплотненных, закрепленных массивов грунта, а также свайных фундаментов при полной прорезке просадочных толщ назначают с учетом сил отрицательного трения, возникающих при просадке окружающих грунтов от их собственного веса.

При невозможности или нецелесообразности (по технико-экономи- ческим показателям) полного устранения просадочных свойств грунтов II типа по просадочности либо полной их прорезки фундаментами, необходимо применять комплекс мероприятий. Объем и состав строительных мер защиты при этом определяют из расчета конструкций зданий и сооружений на воздействие неравномерных деформаций основания от просадки грунтов.

Размер деформационного шва между отсеками зданий и сооружений с жесткой конструктивной схемой при проектировании на основе комплекса мероприятий на уровне фундамента определяют поформулам

где εr – значение относительной горизонтальной деформации [10]; L –

длина отсека; r – расчетная длина криволинейного участка просадки грунта от собственного веса [10]; Н – расстояние от подошвы фундамента до верха стены; ssl ,g – просадка грунта от собственного веса; η' –

коэффициент условий работы, учитывающий совместную работу здания с основанием и принимаемый равным r/L2 при r<L и η' =1 при r ≥ L.

55

Размер деформационного шва между отсеками ad должен быть:

при H ≤ 10 м не менее 10 см;

при H ≥ 30 м не менее 30 см;

при 30 > Н >10 м размер шва определяется интерполяцией.

В проектах зданий и сооружений, возводимых в грунтовых условиях II типа по просадочности с применением комплекса мероприятий, необходимо предусматривать установку марок для наблюдения за осадками зданий и сооружений.

Для восстановления проектного положения зданий и сооружений, возводимых в грунтовых условиях II типа по просадочности с комплексом мероприятий; на консолидированных основаниях и во всех других случаях, когда ожидаемые расчетные деформации основания могут превышать величины, на которые рассчитаны проектируемые объекты, следует предусматривать возможность их выравнивания.

4.5. Расчет каркасных зданий на подрабатываемых территориях

Каркасные здания, возводимые на подрабатываемых территориях

ина просадочных грунтах, проектируют, как правило, по податливым

икомбинированным конструктивным схемам. При соответствующем тех- нико-экономическом обосновании допускается проектировать каркасные здания по жестким конструктивным схемам. Конструктивные решения каркасных зданий выбирают в зависимости от расчетных величин деформаций земной поверхности, инженерно-геологических условий площадки строительства иэксплуатационныхтребований к объекту.

Многоэтажные каркасные здания следует проектировать в виде комбинированной конструктивной и связевой систем (рис. 10).

При выборе конструктивных систем многоэтажных каркасных зданий предпочтение отдавают каркасам с укрупненными сетками колонн.

Фундаменты многоэтажных каркасных зданий, выполненных на основе связевой схемы, проектируют в виде перекрестных лент, сечение которых определяют расчетом на воздействия неравномерных деформаций основания.

56

Рис. 10. Схемы рам каркасов многоэтажных зданий: а – комбинированной конструктивной системы; б – связевой системы

Шарнирные узлы сопряжений элементов многоэтажных каркасных зданий допускается выполнять с опиранием ригелей на консоли колонн через связевые прокладки-компенсаторы (рис. 11).

Рис. 11. Конструкция узла сопряжения ригелей с колонной: 1 – колонна; 2 – шарнирно-опертый ригель; 3 – закладная деталь ригеля; 4 – нижняя и верхняя связевые пластины; 5 – закладная деталь колонны

Многоэтажные каркасные здания следует рассчитывать на воздействие крена, вызванного подработкой, по деформированной схеме, если продольные силы в стойках каркаса от расчетных нагрузок составляют свыше 10 % значения критической силы.

Расчетные схемы поперечных и продольных рам одноэтажных каркасных зданий(рис. 12, 13) следует выбирать всоответствии с табл. 6.

57

При проектировании одноэтажных каркасных производственных зданий следует, как правило, применять колонны с шагом 6 и 12 м.

Каркасы с колоннами шагом крайних рядов 6 м и средних 12–18 м с применением подстропильных конструкций допускается предусматривать на подрабатываемых территориях групп IV, III и IVк и на просадочных грунтах групп I–IV, II', III'.

Рис. 12. Схемы поперечных рам одноэтажных каркасных зданий: а – е – типы соединений элементов каркаса

58

Рис. 13. Схемы продольных рам одноэтажных каркасных зданий (с применением и без применения кранов): а – в – типы соединений элементов каркаса

Окончание табл. 6

Примечание. В зданиях с мостовыми кранами на подрабатываемых территориях групп Iк и частично IIк, а также на просадочных грунтах групп 0, I и II целесообразно предусматривать выравнивание каркаса.

При проектировании одноэтажных каркасных зданий не следует учитывать перемещения оснований фундаментов:

60