Строительные мероприятия
Строительные мероприятия, снижающие влияние воздействия деформаций основания на конструкции зданий и сооружений, включают в себя:
• регулирование величины и сроков загружения медленно консолидирующихся грунтов основания;
• возможно более позднее замоноличивание стыков сборных и сборно-монолитных конструкций, не препятствующее своевременному и безопасному их монтажу, для увеличения сроков деформирования основания при пониженной жесткости здания или сооружения и соответствующего уменьшения усилий в конструкциях от неравномерных осадок;
• установление обоснованной последовательности возведения отдельных частей зданий и сооружений, различающихся между собой высотой или нагрузками на грунты основания;
• уменьшение горизонтальных воздействий на конструкции фундаментно-подвальной части зданий и сооружений, возводимых на площадках, подверженных деформациям второго вида путем отрывки компенсационных траншей; уменьшения поверхности контакта конструкций с грунтом; искусственного снижения сил трения грунта о заглубленные части зданий и сооружений (например, путем устройства экрана между боковой поверхностью фундамента и грунтом) ит. д., если это допустимо по несущей способности оснований и условиям морозного пучения грунтов.
Особенности устройства оснований зданий, возводимых на пучинистых грунтах
К пучинистым грунтам относятся мелкие и пылеватые пески, а также глинистые и крупнообломочные грунты с глинистым заполнением, если уровень грунтовых вод расположен на глубине, незначительно превышающей расчетную глубину промерзания этих грунтов.
По классификации пучинистые грунты делятся на:
• сильнопучинистые;
• среднепучинистые;
• слабопучинистые;
• практически непучинистые.
Степень пучинистости грунтов необходимо определить в инженерно-геологических изысканиях, которые надо провести на площадке строительства.
Глубина заложения фундаментов должна исключать возможность промерзания пучинистого грунта под подошвой фундамента, т. е. глубина заложения фундамента должна быть больше расчетной глубины промерзания грунтов.
Глубину заложения фундаментов по условиям морозного мучения можно существенно уменьшить за счет применения:
• теплозащиты грунта (например, керамзитом, пенопластом и пр.);
• водозащитных мероприятий, уменьшающих степень пучинистости грунта;
• замены пучинистого грунта на непучинистый под подошвой фундаментов и по боковой поверхности;
• защиты боковой поверхности фундаментов от смерзания с грунтом путем применения специальных конструктивных мероприятий;
• конструктивных мероприятий, обеспечивающих восприятие неравномерных деформаций основания при замерзании и оттаивании пучинистого грунта без нарушения прочности верхних конструкций и ухудшения эксплуатации зданий и сооружений.
В процессе строительства в зимний период необходимо исключить возможность морозного пучения грунтов под подошвой фундаментов за счет:
• защиты основания от увлажнения поверхностными водами и верховодкой;
• своевременной засыпкой грунтом пазух фундаментов;
• утепления фундаментов теплоизоляционными материалами или грунтом.
Следует отметить, что морозное пучение грунтов является очень серьезной силой, которая может вызвать значительные деформации конструкций зданий и сооружений (появление трещин, обрушение конструкций и др.).
Например, промерзание на каждые 10 см под подошвой фундамента может вызвать нормальное давление морозного пучения к подошве фундамента (снизу вверх) порядка 0,6–1,0 кгс/см2 (меньшее значение от промерзания слабопучинистого грунта и большее – сильнопучинистого).
Укладка фундаментов на промороженный грунт (без его отогрева) не допускается.
Необходимо отметить, что деформации конструкций от морозного пучения грунта особенно неблагоприятны вследствие их знакопеременности и ежегодного повторения.
Водозащитные мероприятия должны предотвратить локальное замачивание грунтов основания атмосферными или производственными водами, для этого необходимо:
• предусмотреть планировку территории, обеспечивающую надежный отток атмосферных вод от здания;
• выполнить организованный отвод вод с кровли здания;
• предусмотреть отмостку такой ширины, чтобы она перекрывала не менее чем на 0,4 м пазухи засыпанных котлованов. Отмостки должны иметь уклон не менее 3°. Вода с отмостки должна отводиться от здания за счет планировки территории;
• вводы и выпуски водонесущих трубопроводов (канализация, водопровод и т. д.) должны обеспечить надежность соединений, исключающих возможность замачивания грунта.
Конструктивные мероприятия, обеспечивающие восприятие неравномерных деформаций основания, включают в себя:
• разбивку здания на отдельные отсеки осадочными швами. Отсек должен иметь правильную геометрическую форму в плане и одинаковую высоту;
• устройство непрерывных армированных поясов на уровне низа фундаментов и покрытий. Пояса должны быть высотой не менее 15 см и перекрывать полностью наружные и внутренние стены. Армирование поясов выполнить из арматуры 5 Ø All (5 шт.), укладываемых без перерыва с нахлестом не менее 300 мм.
Ниже приведены примеры устройства антипучинистых мероприятий для фундаментов, возводимых в грунтах, обладающих свойствами морозного пучения (грунтовые воды в расчетной зоне отсутствуют).
Пример 1. Устроить песчаную подушку из средне– или крупнозернистого песка; окрасить боковую поверхность горячим битумом 2 раза; установить плоский асбестоцементный лист для предотвращения бокового смерзания фундамента с грунтом; устроить армированные пояса из арматуры Ø 10 AII (5 шт.); выполнить отмостку шириной, перекрывающей не менее чем на 400 мм пазухи котлована, но не менее – 1000 мм.
Пример 2. Устроить песчаную подушку из средне– или крупнозернистого песка; окрасить боковую поверхность горячим битумом 2 раза; засыпать пазухи средне– или крупнозернистым песком; устроить экран из уплотненного глинистого грунта; устроить армированные пояса из арматуры Ø AII (5 шт.); выполнить отмостку шириной, перекрывающей не менее чем на 400 мм пазухи котлована, но не менее – 1000 мм.
Пример 3. Для одноэтажных деревянных зданий и сооружений можно предложить упрощенный вариант устройства фундаментов.
Устроить песчаную подушку из средне– или крупнозернистого песка; окрасить боковую поверхность горячим битумом 2 раза; сделать армированные пояса из арматуры Ø AII (5 шт.) и выполнить отмостку шириной 700 мм.
Отмостка выполняется по периметру наружных стен и имеет состав:
• подстилающий слой – щебень толщиной 100 мм по уплотненному основанию;
• покрытие – бетон В17,5, толщиной 100 мм, армированный сеткой. Через 3 м по длине необходимо устроить деформационные швы путем установки на ребро доски толщиной 20–25 мм.
Вместо бетона в качестве покрытия можно уложить асфальтобетон толщиной 70 мм.
