Специальная подготовка основания

Специальная подготовка основания применяется для изменения физико-механических свойств грунтов природного залегания или замены грунтов с неудовлетворительными строительными свойствами на грунты с лучшими прочностными и деформационными характеристиками.

Подготовка основания осуществляется:

• уплотнением части или всего грунта основания с неудовлетворительными строительными свойствами;

• полной или частичной (в плане и по глубине) заменой грунтов основания с неудовлетворительными строительными свойствами путем устройства подушки из песка, гравия, щебня или других аналогичных грунтов;

• устройством насыпей, служащих распределительными подушками под фундаментами зданий и сооружений;

• искусственным закреплением грунтов химическим, электрохимическим, термическим и другими способами.

Уплотнение грунтов основания

Уплотнение грунтов основания выполняется:

• трамбованием тяжелыми трамбовками для ликвидации просадочных свойств в верхней зоне просадочной толщи или дополнительного уплотнения недостаточно плотных, например, насыпных грунтов (поверхностное уплотнение);

• грунтовыми сваями, применяемыми преимущественно для ликвидации просадочных свойств грунтов на большую глубину (глубинное уплотнение до 15 м);

• предварительным замачиванием грунтов основания, применяемым преимущественно для уплотнения просадочных грунтов и ликвидации просадочных или набухающих свойств грунтов;

• постоянным или временным водопонижением;

• поверхностным уплотнением песчаных грунтов с использованием вибрационных машин, виброкатков и др.

Способы предохранения грунтов, связанные с изменением их свойств

Мероприятия, предохраняющие грунты от изменения их строительных свойств в процессе строительства и эксплуатации зданий и сооружений, а также от изменения нагрузок, против принятых в проекте включат в себя:

• водозащитные мероприятия, обеспечиваемые соответствующей компоновкой генеральных планов, планировкой территории, устройством отмосток вокруг зданий и сооружений, размещением на безопасных расстояниях водоводов и емкостей для воды, не допускающих утечки, устройством в основании зданий и сооружений маловодопроницаемых экранов из уплотненного грунта, организацией контроля за утечкой воды и других жидкостей и т. п.;

• мероприятия, направленные на сохранение природной структуры и состояния грунтов основания под влиянием атмосферных воздействий и грунтовых вод, динамических воздействий от работы землеройных и транспортных машин и т. д.;

• мероприятия, исключающие возможность изменения (против принятых в проекте) нагрузок на фундаменты вследствие односторонней пригрузки или обнажения фундаментов, перегрузки основания, а также бровок откосов отвалами грунта, строительными материалами, конструкциями и изделиями и т. п.

Конструктивные мероприятия

Конструктивные мероприятия, снижающие чувствительность зданий и сооружений к повышенным деформациям оснований, включают в себя:

• повышение прочности и общей пространственной жесткости зданий и сооружений, достигаемое устройством поэтажных железобетонных или армокаменных поясов, разрезкой зданий и сооружений на отдельные отсеки ограниченной длины, назначением вида и степени армирования конструкций в соответствии с результатами расчета зданий и сооружений на возможные деформации основания, усиленной анкеровкой и замоноличиванием сборных и сборно-монолитных элементов, усилением фундаментно-подвальной части зданий и сооружений с применением монолитных и сборномонолитных ленточных фундаментов, перекрестных лент или плитных фундаментов, устройством подвалов и подполий под всей площадью зданий и сооружений или отдельных отсеков и др.;

• увеличение податливости зданий и сооружений за счет применения гибких или разрезных конструкций, если это позволяют технологические требования; при этом необходимо предусматривать меры по обеспечению устойчивости отдельных элементов конструкций при повышенных деформациях оснований, увеличения площадей опирания отдельных конструктивных элементов (балок, плит перекрытия и т. д.), влаго– и водонепроницаемости стыков между взаимно перемещающимися элементами конструкций;

• устройство приспособлений для выравнивания конструкций зданий и сооружений при повышенных деформациях основания;

• мероприятия, обеспечивающие нормальную работу оборудования при деформациях основания (например, принятие соответствующих габаритов приближения котельного оборудования к строительным конструкциям).

Выбор одной из групп мероприятий или их сочетания производится в зависимости от конструктивных особенностей зданий и сооружений, а также их технологического назначения и условий эксплуатации.

В зависимости от конструктивных особенностей и чувствительности к неравномерным деформациям грунтов основания здания и сооружения подразделяются на:

• жесткие – малочувствительные к неравномерным деформациям грунтов, которые оседают как одно пространственное целое, равномерно или с креном и в которых возникающие дополнительные усилия от неравномерных деформаций полностью воспринимаются конструкцией (например, дымовые трубы, водонапорные башни и т. п.);

• относительно жесткие – чувствительные к неравномерным деформациям грунтов, состоящие из жестко связанных между собой элементов, взаимное смещение которых приводит к значительным дополнительным усилиям в конструкциях (например, жилые дома, хозяйственные постройки и т. п.);

• податливые и гибкие – элементы которых шарнирно связаны между собой и взаимные смещения которых вследствие неравномерных деформаций грунтов оснований не приводят к существенным дополнительным усилиям в конструкциях (например, одноэтажные хозяйственные постройки каркасного типа).

Мероприятия по повышению прочности и общей пространственной жесткости зданий и сооружений включают:

• разрезку зданий и сооружений осадочными швами на отдельные отсеки;

• устройство армированных поясов;

• изменение вида и степени армирования отдельных железобетонных элементов;

• усиление прочности стыков между отдельными элементами конструкций;

• устройство жестких горизонтальных диафрагм из сборных железобетонных элементов;

• усиление фундаментно-подвальной части зданий и сооружений путем применения монолитных или сборно-монолитных фундаментов.

Здания и сооружения в плане проектируются такой конфигурации, при которой обеспечивается возможность их разрезки осадочными швами на отдельные достаточно жесткие и прочные отсеки прямоугольной формы в плане.

Осадочные швы, как правило, должны располагаться в местах резкого изменения высоты зданий и нагрузок на фундаменты, изменения толщины слоя просадочных грунтов и конструкции фундаментов, у поперечных стен и т. п.

Расстояние между осадочными швами назначается по расчету и ориентировочно принимается равным 20,0–40,0 м.

Конструкция осадочных швов принимается такой, при которой обеспечивается возможность вертикальных и горизонтальных перемещений отдельных отсеков.

В местах устройства осадочных швов обычно делаются парные стены или колонны.

Осадочные швы должны, как правило, разделять смежные отсеки зданий по всей высоте, включая кровлю и в отдельных случаях фундаменты. При одинаковых нагрузках на фундаменты смежные стены допускается ставить на общую фундаментную подушку.

Армированные пояса устраиваются с целью повышения прочности стен и увеличения общей жесткости зданий.

В кирпичных зданиях поэтажные пояса обычно располагаются:

• в одноэтажных домах – над оконными и дверными проемами;

• в многоэтажных домах – под перекрытиями.

Пояса должны быть непрерывными по всем несущим стенам в пределах здания или отсека.

Поскольку замачивание просадочных грунтов и, следовательно, искривление здания могут происходить в любом месте с прогибом и выгибом, то и пояса следует располагать как в верхней, так и в нижней части стен.

Изменение вида и степени армирования отдельных железобетонных элементов осуществляется как путем увеличения диаметра арматуры, ее количества, так и характера армирования. При этом, как правило, должны сохраняться опалубка железобетонных элементов, порядок их монтажа и способ замоноличивания стыков.

Жесткие горизонтальные диафрагмы из сборных железобетонных плит выполняются с целью повышения общей жесткости зданий или их отсеков путем устройства прочных стыков между отдельными плитами перекрытий и покрытий. Стыки выполняются на сварке через закладные детали по углам и через 2,0–3,0 м по длине плит. Стыки между плитами целесообразно соединять с помощью накладок между подъемными петлями плит и анкеровкой их в кладке стен.

Ленточные фундаменты, как правило, должны иметь два армированных пояса, расположенных в нижней и верхней части фундамента.