Техническая эксплуатация строительных конструкций жилых и общественных зданий

Прочность и устойчивость здания в значительной степени зависит от несущей способности основания и фундамента.

Толщина грунта, расположенного под фундаментом и воспринимающая через него нагрузку от здания, называется основанием. Грунты оснований под действием нагрузки от здания, сооружения деформируются; если при этом не происходит коренного изменения структуры грунта, то такая деформация называется осадкой. Наличие от осадки, просадкой называют деформации основания, связанные с коренными изменениями: выпиранием грунта из-под подошвы фундамента, оседанием отдельных пластов и т.п. Равномерная и незначительная осадка не нарушает прочности и устойчивости зданий. Неравномерная осадка и просадка грунтов оснований могут привести к значительным деформациям здания. Грунты, используемые в качестве оснований подразделяются на скальные, крупнообломочные, песчаные и глинистые.

Скальные и крупнообломочные грунты, практически не сжимаемые под нагрузкой, не подвержены pазмыванию и являются надежным основанием.

Несущая способность песчаных оснований зависит от крупности песка и его влажности.

Глинистые грунты в сухом состоянии являются хорошим основанием, но при увлажнении они теряют свои свойства: в пластичном и разжиженном состоянии несущая способность глин значительно снижается. Глинистые грунты, обладающие в естественном состоянии видимыми невооруженным глазом порами (макропорами), размеры которых значительно превосходят размеры частиц, составляющих скелет грунта, при увлажнении теряют свою связность. В таких грунтах образуются просадки, поэтому необходимо принимать меры для предохранения таких оснований от увлажнения.

Необходимо учитывать, что даже весьма значительные осадки, если они равномерны по периметру безболезненна воспринимаются зданиями и coopужениями. Известны случаи, когда равномерные осадки, измеряемые десятками сантиметров, не вызывали серьезных деформаций и не препятствовали нормальной эксплуатации зданий. Как уже отмечалось, более опасными являются неравномерные осадки. По чувствительности к неравномерным осадкам здания и сооружения подразделяются на малочувствительные и чувствительные.

Малочувствительными являются сооружения, которые проседают как одно пространственное целое равномерно или с креном, а также здания, элементы которых шарнирно связаны между собой.

Чувствительными к неравномерным осадкам называют конструкции, состоящие из жестко связанных между собой элементов, взаимное смещение которых может вызвать в несущих конструкциях здания значительные деформации или местные повреждения. К таким конструкциям относятся крупнопанельные здания с несущими поперечными стенами, рамы с жесткими узлами и др.

Предельные разности осадок оснований фундаментов колонн или стен гражданских зданий не должны превышать 0,002 L (L-расстояние между точками, по которым проверяют разность просадок оснований).

Предельные значения средних осадков оснований зданий и сооружений, см:

крупнопанельных и крупноблочных…………… 8

с кирпичными стенами . ……………………. 10

каркасных . ……………………. 10

со сплошным железобетонным фундаментом 30

В зависимости от характера развития неравномерных осадок основания и жесткости сооружения различают пять форм деформаций: крен, прогиб, выгиб(перегиб), перекос, кручение.

Крен – поворот относительно горизонтальной оси. Наибольшую опасность крен представляет для узких зданий повышенной этажности. Прогиб и выгиб связаны с искривлением сооружения. Перекос возникает в конструкциях, когда резкая неравномерность осадок развивается на коротком участке здания. Кручение сооружения наблюдается при неодинаковом крене по длине сооружения, при котором в двух сечениях здания он развивается в разные стороны.

Предельное значение крена, установленное нормами, не должно превышать 0,004 высоты здания. Прогибы зданий ограничиваются предельными значениями, не превышающими для крупнопанельных зданий 0,0007 L, а для кирпичных и крупноблочных – 0,0013 L (длина изгибаемого участка).

В общем случае осадка каждого фундамента может рассматриваться как сумма четырех слагаемых осадок, каждое из которых может принимать различные значения, в том числе может быть равно нулю:

S = Sупл + Sразупл + Sвып + Spасстр,

где Sупл – осадка в результате уменьшения пористости грунтов

под

воздействием нагрузки от фундамента или уплотнение, вызванные работой соседних зданий и сооружений; Sразупл – осадка

фундамента в связи с разуплотнением верхних слоев грунта; Sвып–осадка вследствие выдавливания грунта из-под подошвы фундамента;

Spасстр – осадка при нарушении структуры грунта.

Разнообразие причин развития неравномерных осадок уплотнения (различные инженерно-геологические условия, неравномерная загрузка частей сооружения или изменение нагрузок, сооружение зданий в непосредственной близости от существующих и др.) требует внимательного изучения состояния здания в период эксплуатации, а также строгого выполнения проектных условий работы оснований.