Механика грунтов

б) удары тяжелых механизмов по дну котлована При ударе ковша драглайна о ленточные глины она разрушается на

20…30 см.

Вибратор

Свободное погружение под собственным весом

в) разрыхление мерзлого грунта (клин и шар бабой – динамическим воздействием)

Пример:

При разработке котлована зимой использовали клин бабу, а в 5 м от электрического кабеля разработку вели вручную с применением отбойного молотка (требования техники безопасности).

Уже при строительстве здание получило крен (при надстройке только 3-х этажей горизонтальные отклонения составили 21 см. Здание пришлось разобрать);

г) динамические воздействия при забивке свай

Пример:

Кировский театр оперы и балета в Ленинграде, 1960 год (Мариинский Театр)

трещины

усиление

треш

101

При строительстве пристроев забивали 24-метровые сваи. Образовались трещины размером 2…3 см – результат динамического воздействия при забивке свай. Перешли на правую половину – стали опускать железобетонные оболочки вдавливанием. Вынимали грунт из оболочки и заполняли ее бетоном, но трещины продолжали развиваться. При вдавливании оболочек происходило выдавливание грунта, т. е. его перемятие – своего рода динамическое воздействие. Пришлось срочно делать усиление здания металлическими тяжами.

4. Грубые ошибки строителей

а) перебор грунта

грунт потеряет структурную первоначальную прочность.

утрамбовать?

б) обводнение котлована производственными водами (возможно при аварии водопровода и т. п.

Причины развития неравномерных осадок в период эксплуатации

1.Уплотнение грунтов после начала эксплуатации Sэкспл сооружения:

–деформации ползучести грунта и процесс фильтрационной консолидации;

–постепенное увеличение полезной нагрузки до проектной;

–увеличение нагрузки сверх проектной.

2.Изменением положения У. Г. В.

3.Ослабление грунтов основания подземными и котлованными выработками.

102

4. Динамические воздействия и активность геологических процессов

103

Лекция 14. Совместная работа основания и сооружения

f – стрела прогиба

Среди старинных домов, кладка которых возводилась на медленно твердеющем известковом растворе, можно найти много таких, стенки которых причудливо искривлены. В связи с искривлением стен перекошены оконные проемы. Конечно, это явление – не ошибка строителей, а проявление естественного свойства грунта. Стены медленно твердели и в первое время представляли гибкие конструкции, которые могли свободно искривляться применительно к деформациям грунта.

2. Выгиб (перегиб в СНиП)

Этот вид деформации встречается реже, но трещины раскрываются значительно.

104

Такие покосившиеся, накренившиеся здания можно видеть очень часто. В зданиях с креном даже при I = 0,01 – уклон для людей ощутим.

105

Часто в здании одновременно развиваются несколько видов деформаций.

2. Чувствительность конструкций к неравномерным осадкам

106

Самые незначительные осадки, будучи неравномерными, приводят по расчету к катастрофическому перераспределению напряжений. И если не происходит моментального разрушения, то объясняется это некоторой пластичностью, свойственной бетону.

По чувствительности сооружений и неравномерным осадкам их можно разделить на 3 вида:

1) абсолютно гибкие (во всех точках следуют за деформацией грунтов основания)

В этих конструкциях не возникает дополнительных напряжений. Примером такому сооружению может служить земляная насыпь. Стадион им. Кирова – проектировался на слабых грунтах, поэтому фундаменты пришлось бы закладывать очень глубоко. Было решено сделать насыпь по периметру стадиона.

Никаких видимых повреждений не было замечено, насыпь равномерно просела, за исключени-

ем тоннелей для входа на поле.

Нужно было делать их со строи- f = 40 см тельным подъемом.

2) абсолютно жесткие (дымовые трубы, доменные печи, элеваторы, силосы, резервуары и т. д.)

107

Поскольку такие сооружения достаточно прочны – жестки, то вследствие перераспределения контактных напряжений (давлений) по подошве фундамента и возникновения дополнительных усилий, возможны крены таких сооружений (несимметричное залегание грунтов, нагружение соседних площадей). Но в таких конструкциях возможны и деформации – косые трещины в углах (в 30-х гг. марка бетона была невелика 100–110 кг/см2 – отсюда деформации в угловых банках). В углах возникают колоссальные напряжения.

Сейчас тоже можно встретиться с подобным явлением:

точечные дома Н 14 эт. (абсолютно жесткое сооружение)

Раздробление кирпичной кладки (отколы) (замена кирпича на бе-

3) сооружения с конечной жесткостью (для обычных сооружений)

деформации абсолютно жесткого сооружения; деформация сооружения с конечной жесткостью;

деформация грунта основания (или сооружения с абсолютной гибкостью).

Отсюда вывод:

Чем жестче сооружение, тем больше усилия в нем возникают.

3.Меры по уменьшению чувствительности зданий к неравномерным осадкам

1.Проектировщики стремятся сделать сооружение максимально гибким (делать разрезные конструкции – мост на слабых грунтах – разрезные пролеты. На скальном основании – неразрезная конструкция). В здании это делается путем деления его на осадочные швы.

О. Ш.

108

Шов – это законная трещина, а возникновение трещин способствует

перераспределению напряжений. Раскрытие трещины – шва нужно

для того, чтобы при неравномерной осадке не произошло его закрытие. Поэтому и швам должно предъявляться особое значение.

А

B

При проектировании осадочного шва необходимо учитывать расположение санитарно-технического оборудования.

О. Ш.

О. Ш.

О.Ш. создает гибкое здание

Особое внимание необходимо уделять проектированию зданий с пристройками. Пример: гостиница «Россия» в СПб.

109

2. Увеличение жесткости здания

Арматура для восприятия растягивающих напряжений (ж/б пояса). При прогибе

В плоскости пола верхнего этажа, т. к. на слабых грунтах мы не знаем, будет прогиб или выгиб.

110