Причины, вызывающие необходимость усиления оснований и фундаментов
Долговечность зданий и сооружений, их соответствие своему назначению во многом определяются состоянием оснований и фундаментов.
Система основание — фундамент является наиболее сложной в моделировании и предвидении ее функционирования в процессе возведения и особенно эксплуатации зданий и сооружений. Эта система в эксплуатационных условиях постоянно испытывает одновременное, зачастую трудно учитываемое воздействие многих факторов, из которых наиболее значительными являются изменения свойств основания, природные явления и воздействия, связанные с деятельностью человека.
Нарушения нормальной работы оснований и фундаментов встречаются довольно часто, и хотя тотчас обычно не происходит полного разрушения зданий и сооружений, но наблюдаются разного рода деформации, перекосы, трещины, которые без устранения причин их появления и невыполнения в срок ремонтных работ могут привести к самым серьезным последствиям, вплоть до аварий.
Причины:
1. нечетко выполненных инженерно-геологических изысканий
2. неполного учета эксплуатационных факторов,
3. недостаточной оценки влияния расположенных вблизи зданий и подземных коммуникаций
4. несоблюдения правил проектирования в особых условиях строительства.
5. Иногда инженерно-геологические изыскания для проектирования фундаментов проводятся значительно раньше начала строительства, а к моменту разворота работ условия на площадке по каким-либо причинам изменяются.
6. В некоторых случаях при инженерно-геологических изысканиях на строительной площадке выполняется недостаточное число геологических выработок, что при наличии разнородных грунтов приводит к неточности исходных предпосылок.
7. Все еще имеются случаи неточности при определении физико-механических и прочностных характеристик грунтов и при принятии расчетных схем фундаментов.
8. При строительстве новых зданий рядом с существующими фундаментами, что особенно характерно для больших городов, повышаются нагрузки на их основания.
9. Если фундаменты были рассчитаны лишь на нагрузку от опирающегося на них сооружения, то дополнительная нагрузка может вызвать осадки фундаментов, превышающие допустимые.
10. Необходимость усиления оснований и фундаментов может возникнуть также вследствие передачи дополнительной нагрузки при реконструкции здания или оборудования, механического воздействия на фундаменты, нарушения правил эксплуатации оборудования и коммуникаций.
11. При расположении здания или сооружения на склоне в случае проявления оползневых подвижек фундаменты могут испытывать воздействия сползающего грунта. В таком случае требуется не только усилить фундамент, но и принять меры к укреплению самого склона.
Защита оснований и фундаментов от поверхностных и грунтовых вод
Водонасыщение или обводнение грунтов существенно снижает их физико-механические и прочностные характеристики, а иногда приводит к суффозии, или вымыванию грунта из-под фундаментов. Особенно опасно обводнение площадок, сложенных просадочными грунтами. Кроме того, под воздействием растворенных в воде химически агрессивных веществ наблюдается резкое ускорение коррозии бетона фундаментов.
При решении вопросов защиты оснований от воздействия влаги осуществляют мероприятия, которые условно можно разбить на три группы, каждая из которых проводится с определенной целью.
Первая группа имеет целью полностью прекратить доступ воды на территорию строительной площадки или на застроенную территорию. В этом случае устраивают нагорные канавы и кюветы, водоперехватывающие и отводящие лотки, дренажные траншеи или засыпки с отводящими дренажными трубами, противофильтрационные завесы и т. д. Сюда же относятся мероприятия по отводу поверхностных вод, осуществляемому путем вертикальной планировки и устройства ливневой канализации.
Вторая группа водозащитных мероприятий предназначается для отвода поступающей на территорию воды от построенных на ней сооружений. В этом случае устраивают окольцовывающие (кольцевые) дренажи в виде траншей с уложенными в них дренами, за
полненных дренажным материалом, дренажные завесы с самотечным отводом воды или с принудительной откачкой, сеть откачных скважин, локальные противофильтрационные завесы и т. п.
Третья группа мероприятий осуществляется для понижения уровня подземных вод (УПВ) под зданием или сооружением.
Это достигается откачкой воды из системы трубчатых колод
цев, скважин, расположенных вокруг котлована или вдоль
траншеи, обеспечивающей сни жение УПВ ниже дна выемки ИЛИ ПОДОШВЫ фундаментов. Грунтовый водоотлив можвт быть применен в разнообразных гидрогеологических условиях, кроме того, он обладает рядом преимуществ перед открытым водоотливом: отпадает необходимость устраивать пологие откосы или шпунтовые ограждения, создаются благоприятные условия для механизации работ, обеспечивается надежность водоотлива.
Водопонизительные работы при грунтовом водоотливе могут осуществляться различными способами, в том числе с использованием легких и эжекторных иглофильтровых установок (рис. 4.1), водопонизительных скважин. При осушении глинистых грунтов, когда вышеперечисленные способы водопонижения недостаточно эффективны, применяют специальные способы водопонижения — вакуумирование и электроосушение (электроосмос).
Способ водопонижения и тип применяемого оборудования выбирают в зависимости от глубины водопонижения, инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки, конструкции сооружения и технико-экономических показателей.
