К первому виду относят все фундаменты, кроме железобетонных. Гибкие железобетонные фундаменты способны воспринимать растягивающие усилия;
- по глубине заложения: фундаменты мелкого заложения (до 5 м) и глубокого заложения (более 5 м).
Минимальную глубину заложения фундаментов для отапливаемых зданий принимают под наружные стены не менее глубины промерзания плюс 100—200 мм и не менее 0,7 м; под внутренние стены не менее 0,5 м.
— сведения об архивных материалах изысканий для рядом расположенных зданий и анализ соответствия новых материалов изысканий архивным данным;
— характеристику инженерно-геологических напластований, физико-механических свойств грунтов и гидрогеологических условий оснований существующих зданий;
— прогноз возможного влияния строительства нового здания на деформации существующих;
— сведения о наличии и состоянии подземных водонесущих и других коммуникаций.
- архитектурой существующей застройки;
- взаимным влиянием с существующей застройкой;
- эксплуатационными требованиями.
Технические характеристики несущих конструкций проектируемых зданий (по имеющемуся опыту проектирования и строительства) приведены в таблицах 3.1, 3.2 и 3.3.
Расчет и проектирование оснований и фундаментов промышленных зданий
... - средний удельный вес материала (бетона) фундамента и грунта на его уступах. d - глубина заложения фундамента от уровня планировки, м. 4.3 Выбор фундамента и определение нагрузки на грунт Принимаем фундамент ФВ 12-1 с ...
Таблица 3.1 Основные характеристики жилых домов
|
№ |
Наименования |
Технические характеристики |
||||
|
1 |
Назначение |
Жилые дома |
||||
|
2 |
Этажность, эт. |
до 5 |
7-9 |
10-17 |
18-22 |
|
|
3 |
Примерный уровень давлений под фундаментами, кПа |
100 -200 |
200 — 300 |
250 — 350 |
300 — 450 |
|
|
4 |
Тип несущих конструкций |
Железобет. панели, каркас, кирпичные стены |
железобетонные панели, каркас |
|||
|
5 |
Шаг несущих конструкций, м |
3 |
3-6 |
3-6 |
||
|
6 |
Наличие подвала |
как правило имеется |
||||
|
7 |
Наличие подземных помещений |
может иметься |
||||
|
8 |
Количество этажей подземного помещения, эт. |
1-2 |
1-2 |
1-4 |
2-4 |
|
|
9 |
Тип фундаментов |
ленточный, свайный |
ленточный, плитный, свайный |
ленточный, плитный, свайный, комбинированный плитно-свайный |
||
|
10 |
Предельные деформации оснований (по прил.4 СНиП 2.02.01-83*) |
Относит. разность осадок |
0,0016-0,0020 |
0,0020 |
||
|
11 |
крен |
0,005 |
0,005 |
|||
|
12 |
средняя осадка, см |
10 |
10 |
|||
Таблица 3.2 Основные характеристики общественных зданий
|
№ |
Наименования |
Технические характеристики |
||||
|
1 |
Назначение |
Общественные здания |
||||
|
2 |
Этажность, эт. |
до 10 |
до 15 |
до 30 |
||
|
3 |
Примерный уровень нагрузок на фундаменты, кН |
400-800 |
до 5000 |
до 1000 |
||
|
4 |
Тип несущих конструкций |
бескаркасные из монолитного или сборного железобетона |
каркасные из монолитного железобетона |
смешанного каркаса из монолитного железобетона |
||
|
5 |
Шаг несущих конструкций, м |
до 6 |
6 |
6-9 |
||
|
6 |
Наличие подвала |
как правило имеется |
||||
|
7 |
Наличие подземных помещений |
как правило имеется |
||||
|
8 |
Колич. этажей подземного помещ., эт. |
1-4 |
2-4 |
3-4 |
||
|
9 |
Тип фундаментов |
ленточный, свайный, плитный |
ленточный, плитный, свайный, комбинированный, плитно-свайный |
|||
|
10 |
Предельные деформации оснований (по прил.4 СНиП 2.02.01-83*) |
относительная разность осадок |
0,002 |
0,002 |
0,002 |
|
|
11 |
крен |
0,005 |
— |
— |
||
|
12 |
средняя осадка, см |
10 |
8*) |
8*) |
||
Таблица 3.3 Основные характеристики производственных зданий
|
№ |
Наименования |
Технические характеристики |
|||
|
2 |
Этажность, эт |
1 |
до 6 |
подземные до 4 этажей |
|
|
3 |
Примерный уровень нагрузок на фундаменты, кН |
до 3000 |
до 5000 |
до 3000 |
|
|
4 |
Тип несущих конструкций |
монолитные железобетонные или стальные колонны |
монолитные железобет стены или каркас |
||
|
5 |
Шаг несущих конструкций, м |
6-12 |
6-9 |
6-18 |
|
|
6 |
Наличие подвала |
может быть |
как правило имеется |
— |
|
|
7 |
Наличие подземных помещений |
— |
может быть |
все сооружение подземное |
|
|
8 |
Количество этажей подземного помещения, эт. |
— |
1-3 |
2-4 |
|
|
9 |
Тип фундаментов |
монолитный столбчатый, свайный |
монолитный столбчатый, плитный, свайный |
монолитный ленточный, плитный, свайный |
|
|
10 |
Предельные деформации оснований (по прил.4 СНиП 2.02.01-83*) |
относительная разность осадок |
0,0020; 0,004*) |
0,002 |
|
|
11 |
крен |
— |
— |
||
|
12 |
средняя осадка, см |
8; 12*) |
8 |
||
Таблица 3.4 Рекомендуемые типы фундаментов для зданий различной этажности
|
№ |
Этаж. в строит. на 1996-2000 гг. |
Проц. соот. Зд. по этаж. |
Прим. ур. давл. под фунд., кПа |
Тип фундаментов |
|||||||||
|
На естест. основании |
Свайные фундаменты |
||||||||||||
|
Железобетонные фундаменты |
Сваи из песчанощ. уплот. смеси |
Сваи буроинъек. |
Сваи бурозавинч. |
Сваи забив. |
Сваи буронаб. |
Комбинир. Свайноп. |
|||||||
|
блоки |
ленты |
плиты |
|||||||||||
|
1 |
до 5 |
17 |
100-200 |
+ |
+ |
— |
+ |
+ |
+ |
+ |
— |
— |
|
|
2 |
7-9 |
14 |
200-300 |
+ |
+ |
+ |
— |
— |
— |
+ |
+ |
— |
|
|
3 |
10-17 |
49 |
250-350 |
— |
+ |
+ |
— |
— |
— |
+ |
+ |
+ |
|
|
4 |
18-22 |
10 |
300-450 |
— |
— |
+ |
— |
— |
— |
+ |
+ |
+ |
|
Таблица 3.5. Рекомендуемые типы фундаментов в зависимости от особенности площадок
|
№ |
Особенности площадок, выделяемых для строительства, специфика объекта строительства |
Тип фундаментов |
|||||||||
|
На естеств. основании |
Свайные фундаменты |
||||||||||
|
Железоб. фундаментные |
Сваи из песч.. уплотнит.. смеси |
Сваи буроин. |
Сваи бурозав.. |
Сваи забивные |
Сваи буронаб. |
Комбинир. Свайноп. |
|||||
|
блоки |
ленты |
плиты |
|||||||||
|
1 |
Строит. на вновь выделяемых территориях |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
2 |
Строит. на террит. после их пред.. инжен. подгот. |
— |
+ |
+ |
— |
— |
— |
+ |
+ |
+ |
|
|
3 |
Строительство на свободных или освобожд. территориях в зоне существующей застройки |
— |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
4 |
Рекон. зданий с изм. (част. или полным) его конст. |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
— |
— |
— |
|
|
5 |
Реконструкция памятников архитектуры |
— |
— |
— |
+ |
+ |
+ |
— |
— |
— |
|
Подземные помещения проектируемых зданий классифицируются:
- по этажности и глубине (от 1 до 4 этажей, глубиной 3-12м и более);
- по размерам в плане (под всем зданием, под частью здания, больше размеров здания);
- по технологическому назначению;
- по способу устройства (в открытом котловане, во временном или постоянном ограждении, с использованием ограждающих конструкций в качестве несущих).
При разнообразии инженерно-геологических условий площадок, а также различии применяемых конструкций и сооружений, используются, как правило, столбчатые, ленточные и плитные фундаменты на естественном или искусственно закрепленном основании и свайные фундаменты из буронабивных, завинчиваемых, задавливаемых, забивных, буроинъекционных и др. свай.
Выбор типа фундаментов осуществляется в зависимости от инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства, местоположения проектируемого здания, глубины подземного помещения, от состояния конструкций и фундаментов существующих зданий, вблизи которых планируется осуществить строительство.
- расположения существующего здания в зоне влияния нового здания;
- возведения заглубленных помещений, влияющих на деформации существующего здания;
- при выполнении устройства фундаментов с применением специальных видов работ (замораживание, инъекции и др.);
- при необходимости выполнения строительного водопонижения.
Защищаемые здания характеризуются:
- исторической значимостью;
- технологическим назначением;
- размерами (габаритами);
- возрастом (сроком эксплуатации);
- типом и состоянием несущих конструкций;
- типом и габаритами подземных помещений;
- типом и состоянием фундаментов;
- геологическими и гидрогеологическими условиями оснований.
По возрасту защищаемые здания подразделяются на:
- исторические (возраст более 100 лет);
- памятники архитектуры независимо от возраста;
- старые (возраст 50-100 лет);
- современные (возраст 10-50 лет).
Общие технические характеристики зданий, возле которых осуществляются строительные работы и которые подлежат предварительной защите, приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1 Технические характеристики существующих зданий, подлежащих защите
|
№ |
Наименования |
Технические характеристики |
|||
|
1 |
Возраст постройки |
XIX в. и ранее |
конец XIX — середина XX в. |
конец XX в. |
|
|
2 |
Назначение |
Жилые и гражданские здания |
|||
|
3 |
Этажность, эт |
2-3 |
5-7 |
до 10 |
|
|
4 |
Примерный уровень давлений под фундаментами, кПа |
100-200 |
200-300 |
250-350 |
|
|
5 |
Тип несущих конструкций |
деревянные, каменные, кирпичные стены |
кирпичные, железобетонные стены, колонны, стальные конструкции |
||
|
6 |
Шаг несущих конструкций, м |
3 |
3-6 |
3-6 |
|
|
7 |
Наличие подвала |
погреба, подвалы |
подвалы, технические подполья |
||
|
8 |
Наличие подземных помещений |
— |
имелись в торговых зданиях |
имелись в различных зданиях |
|
|
9 |
Колич. этажей подземного помещения |
— |
1-2 |
1-4 |
|
|
10 |
Тип фундаментов |
бутовые, бутобетонные, кирпичные, свайные, из деревянных свай |
бутовые, бутобетонные, кирпичные, свайные, из деревянных свай, железобетонные, ленточные и отдельностоящие, плитные, свайные из железобетонных забивных и буронабивных свай |
железобетонные, ленточные и отдельн.е, литные, свайные из железобет. забивных и буронаб. свай, «щелевые», способом»стена в грунте» |
|
|
11 |
Пред. деформации оснований по прил. 4 СНиП 2.02.01-83′) |
относительная разность осадок |
— |
0,0016-0,002*) |
|
|
12 |
крен |
— |
0,005*) |
||
|
13 |
Сред. осадка, см |
— |
8-15*) |
||
Оценка защищаемых зданий производится на основании рассмотрения:
- архивных проектно-изыскательских материалов и исполнительной сдаточной документации;
- результатов натурного обследования.
Для обеспечения эксплуатационной пригодности существующих зданий и сооружений, вблизи которых планируется новое строительство, целесообразно применение следующих основных методов их защиты и производства работ, в том числе:
- фундаменты на естественном основании: усиление оснований, увеличение опорной площади, устройство перекрестных лент или фундаментной плиты, укрепление фундаментной плиты, усиление сваями различных видов (буроинъекционными, буронабивными, составными вдавливаемыми, забивными);
- свайные фундаменты: усиление (ремонт) свай, устройство дополнительных свай с уширением ростверков, изменение конструкции свайного фундамента за счет пересадки несущих конструкций на дополнительные сваи со значительно большей несущей способностью, устройство перекрестных лент или сплошной железобетонной плиты на свайных фундаментах, уширение ростверков, усиление тела ростверков;
- ограждающие конструкции (забирка, шпунт, стены в грунте различных конструкций и способов их изготовления);
- предварительное закрепление грунтов различными способами (цементация, смолизация, буросмесительный метод и т.п.) в зонах сопряжения реконструируемого и нового сооружения;
- использование конструктивных решений, не создающих дополнительных воздействий на сущестеующие конструкции (решения консольного типа со сваями, применение вдавливаемых и завинчивающихся конструкций свай).
- изменение гидрогеологических условий, в том числе подтопление, связанное с барражным эффектом при подземном строительстве, или понижение уровня подземных вод;
- увеличение вертикальных напряжений в основании под фундаментами существующих зданий, вызванное строительством вблизи них;
- устройство котлованов или изменение планировочных отметок;
- технологические факторы, такие как динамические воздействия, влияние устройства всех видов свай, фундаментов глубокого заложения и ограждающих конструкций котлованов, влияние устройства инъекционных анкеров, влияние специальных видов работ (замораживание, инъекция и пр.);
- негативные процессы в грунтовом массиве, связанные с выполнением геотехнических работ (суффозионные процессы, образование плывунов и пр).
Степень влияния строительства новых зданий на расположенные вблизи здания и сооружения, как правило, в большой мере обусловливается технологией производства работ и качеством строительства.
Методы оценки влияния строительства на расположенные поблизости здания и сооружения ориентированы на строгое соблюдение всех технологических требований производства работ. Технологические отклонения могут приводить к значительно большему влиянию строительства на существующую застройку.
При выполнении расчетов оснований существующих зданий и сооружений, подвергаемых влиянию нового строительства, учитывают изменения физико-механических свойств грунтов и гидрогеологических условий в процессе соседнего строительства, в том числе с учетом сезонного промерзания и оттаивания грунтового массива.
Расчет оснований и фундаментов существующих зданий по I группе предельных состояний выполняют в следующих случаях:
- устройства котлованов вблизи зданий;
- устройства выработок и траншей (в том числе под защитой тиксотропных растворов) вблизи зданий;
- снижения планировочных отметок вблизи наружных стен зданий;
- изменения поровых давлений в грунтовом массиве при незавершенном процессе консолидации;
- передачи на существующие фундаменты дополнительных нагрузок и воздействий.
Целью расчета по I группе предельных состояний является обеспечение прочности и устойчивости оснований, недопущение сдвига или опрокидывания существующих фундаментов.
В случае применения при строительстве забивки и вибропогружения свай или шпунта выполняют проверку на динамическую прочность несущих конструкций существующего здания ближайших к погружаемым элементам.
Расчет оснований существующих зданий или сооружений по II группе предельных состояний выполняется во всех случаях, если они находятся в зоне влияния нового строительства.
Расчет дополнительных деформаций оснований зданий и сооружений, подвергаемых влиянию нового строительства, проводится из условий совместной работы сооружения и основания.
- применение креплений котлована;
- устройство разделительной стенки;
- передача давления от нового здания на слои плотных подстилающих грунтов посредством использования глубоких опор или свай различных конструкций;
- укрепление грунтов основания зданий различными технологическими средствами (химическое закрепление, армирование, втрамбовывание щебня и т.п).
В качестве разделительной стенки могут быть использованы:
- шпунтовый ряд;
- ряд завинчиваемых стальных труб с проволочной навивкой (бурозавинчиваемая свая);
- стенка из свай, в том числе буронабивных, буроинъекционных и вдавливаемых;
- ряд из забивных свай;
- «стена в грунте».
Вопрос о типе стенки решается на основе технико-экономического сравнения вариантов или возможностей исполнителя.
Жесткость и глубина заделки разделительной стенки, и в случае если она служит и ограждением котлована, определенные расчетом, или конструктивные мероприятия (устройство анкеров, подкосов, распорок с упором в предварительно возведенные конструкции нового здания и т.п.) должны обеспечить ограничение горизонтальных смещений в основании существующего здания.
Производится расчет глубины заделки разделительной стенки в более прочные слои грунта или в слои грунта, расположенные ниже сжимаемой толщи основания проектируемого фундамента.
Схема к расчету разделительной стенки
Разделительная стенка идет вдоль всей линии примыкания фундамента нового здания к существующему и с каждой стороны выходит за пределы существующего здания в плане не менее 1/4 части сжимаемой толщи.
Проект производства земляных работ (ППР) и работ по устройству фундаментов новых зданий, возводимых рядом с существующими, разрабатывается в соответствии с требованиями СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты».
В случае непосредственного примыкания котлована к фундаментам существующих зданий способы разработки грунта и разборки старых фундаментов, если таковые имеются на площадке, выбираются в соответствии с напряженным состоянием основания существующих фундаментов. При этом не применяют:
- шар или клин — молот для дробления мерзлого грунта и старых, подлежащих разборке фундаментов;
- взрывной способ;
- экскаватор с ковшом типа «Драгляйн»;
- мощные гидравлические механизмы ударного действия.
При устройстве фундаментов около существующих зданий:
- максимально сокращают сроки работы в строительных котлованах;
- не допускают складирования строительных материалов в непосредственной близости от существующих фундаментов и на бровке котлована;
- при погружении металлического или деревянного шпунта для уменьшения сил трения заполняют замки шпунтин перемятой пластичной глиной, раствором тиксотропной бентонитовой глины, полимерными и другими смазками.
Допустимость применения забивных свай вблизи существующих зданий следует устанавливают только по результатам инструментальных замеров колебаний при пробной забивке свай с участием специализированных организаций для определения уровня вибрационного воздействия и его соответствия нормативным ограничениям. Особое внимание опасности динамических воздействий при забивке свай проявляют в случаях:
- зданий, деформации оснований которых находятся в процессе стабилизации;
- в несущих конструкциях зданий имеются трещины с раскрытием более 3 мм;
- в основании фундаментов залегают слабые грунты (илы, органо-минеральные и органические грунты, водонасыщенные рыхлые пески и пр.);
- уникальных зданий, в том числе архитектурных и исторических памятников, для которых по условиям эксплуатации установлены повышенные требования по ограничению уровня вибровоздействий.
Погружение сборных железобетонных свай и металлического шпунта рядом с существующими зданиями производится тяжелыми молотами с малой высотой падения ударной части по указаниям ВСН 490-87. Предпочтительным является соотношение массы ударной части молота к массе сван не менее 5:1 и применение лидерных скважин. На примыкающем участке следует в первую очередь погрузить один ряд свай, ближайший к существующему зданию, являющийся экраном.
При производстве работ по строительству нового здания рядом с существующим, а также в случаях разборки при этом старых построек не допускают:
- нарушения структуры несущих слоев основания и потери устойчивости откосов при отрывке котлованов, траншей и т.д.;
- фильтрационного разрушения основания;
- технологического вибрационного воздействия;
- промораживания грунтов основания существующего здания со стороны отрытого котлована.
- фондовых материалов инженерно-геологических изысканий в районе строительства;
- результатов обследования существующей застройки до начала строительства;
- отчета об инженерно-геологических изысканиях для нового строительства;
- наличия негативных геологических процессов (карст, суффозионные процессы, выделение газов, оползневые процессы и др.), прогнозных данных по изменению уровня подземных вод.
- конструкции фундаментов нового здания и величины нагрузок на основания под ними;
- методов производства работ по сооружению вновь строящегося здания: применение понижения уровня грунтовых вод, забивка свай, шпунта, устройство глубокого котлована, конструкция крепления стен (откосов) котлована, анкерные крепления и др.
Проект защиты окружающей застройки выполняется на основе следующих исходных данных:
- задания на проектирование, выдаваемого заказчиком по согласованию с генеральным проектировщиком;
- отчета об инженерно-геологических, инженерно-геодезических изысканиях;
- отчета о результатах обследования существующих зданий, расположенных в зоне влияния вновь возводимого здания;
- результатов анализа принятого метода строительства нового здания и оценки его влияния на возможные деформации зданий окружающей застройки на период строительства и последующий период эксплуатации.
Влияние факторов негативного воздействия нового строительства на существующие здания окружающей застройки выражается в появлении дополнительных неравномерных деформаций оснований и фундаментов существующих зданий.
Появление этих деформаций обусловливается следующими основными причинами:
- изменение напряженно-деформированного состояния грунта в зоне влияния новых фундаментов на окружающую застройку;
- изменение гидрогеологического режима на территории строительства;
- течи и другие негативные явления при повреждении подземных водонесущих сетей.
Перечисленные выше факторы должны быть учтены при проектировании и возведении нового здания.
