книги / Прогноз осадок сооружений с учётом совместной работы основания, фундамента и надземных конструкций

В расчете по третьему случаю вертикальные перемещения

распространялись на значительную глубину и полностью затухали только в

ангидрите. Область пластических деформаций в массиве отсутствовала.

Вертикальные сжимающие напряжения концентрировались непосредственно под

фундаментом в пределах забетонированного участка полости и уходили ниже в

ангидрит.

Расчеты показали, что снижение жесткости основания (в данном случае за

счет карстовой полости) приводит к значительным деформациям основания,

обширному развитию области пластики, образованию зон растягивающих

напряжений непосредственно под фундаментом. Повышение жесткости

основания путем бетонирования полости позволило обеспечить устойчивость

столбчатого фундамента, уменьшить возможные осадки до предельно

допустимых.

4.3.Расчет деформаций строящегося и рядом существующего

зданий с учетом предыстории нагружения и нелинейного

деформирования основания во времени

Предложенный в 3-й главе метод был использован для прогнозирования

НДС основания как вновь строящегося, так и существующего старинного жилого

дома в г. Перми. Рядом с существующим жилым пятиэтажным домом постройки

XIX века начали возводить новое монолитное здание. В основании старого и

нового зданий на глубину 15-20 м залегали слабые грунты, представленные

суглинками от мягкопластичной до текучей консистенции с показателем

консистенции J=0,5-l,0. После выемки грунта из котлована потеряло

устойчивость шпунтовое ограждение. Горизонтальное смещение шпунта внутрь

котлована, на уровне обреза фундаментов старого дома, составило 10-15 см. Из-

за смещения шпунта дом получил неравномерные осадки. Посередине здания

образовалась вертикальная трещина с раскрытием вверху до 3-4 см. Осадки дома

со стороны котлована составили 6,0 см, у трещины - 0,5 см. Возникла угроза

разрушения старинного здания при последующем возведении нового дома.

-25,5 1• : W

а\'. •

-37,5

Рис 4.9.Расчетная схема для моделирования возведения нового здания рядом с существующим

Нами был сделан прогноз деформаций старого и нового зданий после

завершения строительства нового дома. Для этого в расчете была детально

учтена геология участка на глубину до 37,5 м (см. расчетную схему рис. 4.9).

Под существующим жилым домом до глубины в 7,5 м был принят

модуль деформации £ = 5,4 МПа, поскольку грунты в основании уплотнились в

существующего жилого дома. Так, точки дома ближе к вновь строящемуся

зданию (в результате расчета) дадут осадку 7,5 см. По изолиниям рис. 4.10

видно, что будет садиться только *оторвавшаяся’' часть жилого дома. Осадки

постепенно сходят на нет и за пределами трещины отсутствуют.

Новое

Перемещения UY >м

Рис. 4.10. Изолинии вертикальных перемещений

Таким образом, расчет показал, что при давлении по подошве Р=120 кПа

(от вновь строящегося здания) средняя осадка вновь строящегося здания

составит 13,5 см, крен в сторону от старого здания i=3,08*10'3 У старого жилого

дома возникнут дополнительные неравномерные осадки от 7,5 см у торцевой

стены до 0,0 у трещины, что может привести к разрушению несущих стен

жилого дома. Мы предложили снизить вес вновь строящегося здания, усилить

несущие стены и всё старое жилое здание. По нашим рекомендациям были

внесены изменения в проект и снижен вес вновь строящегося здания. При этом

давление по подошве фундаментов нового здания составляло 97 кПа.

Прогнозируемые дополнительные осадки старого здания в точках примыкания к

новому дому не должны были превысить 3,0-4,5 см. С учетом предложенных

рекомендаций строительство нового дома было продолжено. По окончании

строительства велись геодезические наблюдения за осадками обоих зданий.

Результаты наблюдений и сравнение прогнозируемых данных с натурными

представлены ниже.

4.4.Результаты наблюдения за осадками зданий.

Сравнение расчетных я фактических осадок

Наблюдения за осадками старинного и вновь построенного рядом с ним

здания ведутся с декабря 1994 года. Строительная площадка расположена в

центральной части г. Перми, где толща слабых водонасыщенных глинистых

грунтов достигает 18-25 м. Нарушение сложившегося напряженно-

деформированного состояния слабых грунтов привело к продолжительному

развитию осадок домов. На начальной стадии строительства нового дома

возникла проблема обеспечения устойчивости существующего дома.

Деформации старого здания продолжали нарастать, трещины в несущих стенах

увеличивались, ширина их раскрытия достигала местами 10-15 мм. Возникла

1995 года выпало большое количество атмосферных осадков, что сказалось на

водном режиме прилегающей Территории. Интенсивный рост деформаций

наблюдался до конца января 1996 года. С февраля 1996 интенсивность роста

деформаций уменьшилась, а с сентября 1996 года рост деформаций прекратился

и наступил период стабилизации. Из представленных на рис. 4.11 данных видно,

что с мая 1995 по декабрь 1996 года максимальная осадка старого дома

увеличилась на 3,4 см. Новое здание получило незначительный крен от старого

в пределах прогнозируемого значения. Это полностью соответствует расчетным

данным п. 4.3.

Таким образом, разработанный метод расчета сооружений с учетом

технологии их возведения позволил избежать аварийной ситуации. В натурных

условиях было получено полное совпадение расчетных и фактических

деформаций зданий, что подтверждает правильность метода прогноза НДС

системы основание - сооружение.

4.5.Прогноз устойчивости склона с расположенным

на нем комплексом зданий и сооружений

Особенностью территории г. Перми является то, что центр города разбит

на части старыми логами. До настоящего времени велась интенсивная застройка

склонов логов жилыми домами, административными зданиями и сооружениями.

По прошествии нескольких лет изменился гидрологический режим территории -

повысился уровень грунтовых вод. У многих зданий и сооружений появились

деформации в несущих и ограждающих конструкциях.

В конце 80-х начале 90-х годов на склоне старого лога р. Егошихи было

начато строительство комплекса зданий и сооружений областного ГАИ. В

геоморфологическом отношении площадка расположена на IV надпойменной

террасе р. Камы. Превышение площадки над тальвегом лога составляло 11-12 м.

Крутизна склона лога 18-25°. Перепад высотных отметок составлял от 163,8 до

157,6 в системе высот г. Перми. Перед началом строительства площадку

спланировали насыпным грунтом с уступами по склону. Насыпной грунт

представлен суглинками туготекучепластичной консистенции с включением

галыси, гравия, щебня, строительного мусора и битого кирпича. Природный

склон сложен аллювиальными отложениями четвертичной системы в виде

суглинков туго-, мягкопластичной консистенции с прослоями супеси и песка с

гравием до 10%, далее глины от полутвердой до мягкопластичной консистенции,

неоднородной с частым линзованием супеси, песка с галькой и гравием до 25%;

ниже залегает гравийно-галечниковый грунт; водонасыщенный, подстилаемый на

глубине 2,8-15,8 м сильно выветрелыми аргиллитами и песчаниками пермской

системы.

Подземные воды встречены в насыпных грунтах на глубине 2,2-4,7 м от

поверхности (верховодка) и в четвертичных отложениях на глубине 10,2-16,6 м.

Водовмещающими грунтами являются суглинки, супеси и гравийногалечниковые грунты. Воды шешминского горизонта вскрыты в пределах

площадки на глубине 14.4-15.8 м, в логу на глубине 2.8-3.7 м. Воды не напорные,

имеют гидравлическую связь с водами аллювиальных отложений.

Через десять лет на склоне построили целый комплекс зданий со 125-

метровой передающей антенной. Затем в нижней части склона построили

двухэтажный хозяйственный блок и планировалось строительство гаражей. В

результате такой застройки склон оказался пригружен весом построенных

зданий, нарушился сток подземных вод, возникла насущная потребность в

прогнозе устойчивости склона и, в случае необходимости, его укрепления.

-165,0

•160.0

-150,0

-140,0

-130,0

- 120,0

Рис. 4.12. Схема для расчета устойчивости склона

Такой прогноз сделан на основе программы “PLAST” и изложенного выше

метода. Перед составлением расчетной схемы были изучены многочисленные

отчеты по инженерно-геологическим изысканиям и составлен сводный разрез. В

наиболее опасную зону возможного сдвига попадало здание хозяйственного

блока и передающая 125-метровая антенна. На рис. 4.12 представлена расчетная