ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Обследование свайных фундаментов деформирующихся зданий, построенных на вечномерзлых грунтах используемых в качестве основания как по принципу i, так и по принципу ii позволило оценить характер деформаций ростверков, выявить их причины и привести наиболее характерные примеры этих деформаций.

В качестве первого примера на рис. 1а представлена схема деформированного углового участка ростверка строящегося здания больницы в пересечении осей А-6. Произошел скол незагруженного углового участка ростверка (в районе лоджии). Пригруз углового участка ростверка не был осуществлен из-за оставленного зазора между ростверком и железобетонной плитой перекрытия над проветриваемым подпольем (указанный зазор согласно проекту должен был быть заполнен кирпичной кладкой цоколя из обыкновенного глиняного кирпича).

Ситуацию усугубило смещение сваи (при ее погружении) от проектного положения (рис. 1б) на 200 мм по направлению из плоскости несущей поперечной стены. Кроме того, недостаточная прочность бетона и слабое армирование перенапряженного участка ростверка не позволили предотвратить образование наклонных трещин, выламывание и скол отдельных фрагментов углового участка ростверка. Все это в конечном итоге способствовало выводу из строя узла сопряжения ростверка со сваей, что в свою очередь послужило причиной деформаций надфундаментных конструкций.

В данном случае деформация ростверка связана с грубыми отступлениями от проекта при производстве работ (погружение свай, устройство монолитного ростверка, возведение надфундаментных конструкций).

Второй пример деформаций ростверка (и соответственно надземных конструкций здания) представлен на рис. 2. Из-за низкого качества приготовленного бетона и укладке его в опалубку без должного вибрирования (на некоторых участках ростверка), в теле ростверка образовались ослабленные зоны, имеющие в большом количестве пустоты (каверны). В пределах этих зон произошло продавливание (смятие) бетона сваями под действием нагрузки от возведенных этажей здания. Вследствие этого произошла неравномерная осадка здания, сопровождавшаяся деформациями несущих и ограждающих конструкций.

Следующий пример деформаций ростверков многоэтажного крупнопанельного здания, построенного на оттаивающих грунтах, представлен на рис. 3. Осадка оттаивающего основания повлекла за собой большие деформации лен­точных ростверков (перекос - рис. 3а, коленообразное искривление - рис 3б, прогиб). Жесткость ростверков была недостаточной для восприятия дополнительных усилий, возникающих при неравномерной осадке свай.

Сваи с ленточным ростверком (из-за невысокой жестко­сти последнего) в значительной степени следовали за неравномерными деформациями основания. Наблюдался отрыв ростверков от цокольных панелей, обладающих более высокой жесткостью. Вследствие этого происходило перераспределение усилий, передаваемых коробкой здания, на смежные участки свайных фундаментов, где сохранялся контакт между ростверком и цокольными панелями.

Относительный прогиб ростверка достиг 0.042, в теле железобетонного ростверка появились трещины толщиной до 5 мм.Участки ростверков, не воспринимающие нагрузку от вы­шележащих конструкций (из-за отрыва от них), продолжали деформироваться (дополнительный прогиб, искривление со­ставили от 100 до 250 мм). Причиной продолжающихся деформаций ростверков явились силы негативного трения, получившие большое развитие на боковой поверхности свай.

Ростверки многих зданий, построенных по принципу i, в г. Чите, но фактически эксплуатируемых по принципу ii (с допущением оттаивания вечномерзлых грунтов в процессе эксплуатации зданий) имеют множество деформаций разного плана (рис. 4). Основной причиной деформаций ростверков является неравномерная осадка свайных фундаментов, вызванная оттаиванием и переувлажнением грунтов оснований. В некоторых случаях сваи подвергаются также и деформациям противоположного знака (морозного пучения), что приводит к соответствующим деформациям ростверка.

На рис. 4а показан разрыв ростверка, произошедший в районе узла пересечения внутренней продольной несущей стены и поперечной диафрагмы жесткости. На рис. 4б показаны типичные деформации ростверка (перекос) в узле ступенчатого перехода ростверка с одной отметки по вертикали на другую отметку (в районе лестничных клеток). На рис. 4в показаны типичные деформации перелома ростверка, приводящие, как правило, к большим деформациям вышележащих конструкций.

В заключение следует отметить, что основной причиной деформаций ростверков является неравномерная осадка свайных фундаментов, вызванная оттаиванием вечномерзлых грунтов и их последующим обводнением, в некоторых случаях деформации произошли от выпучивания свай. Ряд деформаций ростверков связан отступлением от проекта при возведении здания, в том числе и при погружении свай, кроме того, отмечены случаи низкого качества работ по устройству ростверка, повлекшие за собой деформации ростверка и здания в целом.

Рис. 1. Схемы узлов сопряжений углового участка ростверка и сваи

а) деформированный участок ростверка, выполненный с отступлениями от проекта;

б) сопряжение углового участка ростверка и сваи, предусмотренное проектом.

Рис. 2. Деформация ростверка за счет продавливания (смятия) бетона сваей

а - сопряжение ростверка и сваи до возведения этажей здания; б - то же после возведения здания ( d - осадка ростверка).