На современном этапе строительства в условиях стесненной городской застройки возрастает доля возведения зданий вблизи или вплотную к уже существующим объектам. Пренебрежение выполнением особых условий подобного строительства ведет к возникновению дефектов в строительных конструкциях и неравномерных осадок как построенных, так и строящихся зданий. Для предотвращения аварийных ситуаций требуется проводить обследования сооружений [1...5], в том числе с использованием математических методов [6...8], с последующим усилением конструкций при необходимости.
В качестве примера рассмотрен проект усиления фундаментов жилого дома в составе ЖСК «Жасмин» в Автозаводском р-не г. Тольятти.
Указанный объект представляет собой комплекс из девятиэтажных жилых домов, возведенных в 80-х гг. ХХ века. Обследуемые здания имеют прямоугольную форму в плане, обследуемая часть одной секции имеет габаритные размеры 22,4×13 м. Под всем сооружением имеется техническое подполье, используемое для прокладки транзитных и внутридомовых коммуникаций инженерного оборудования. Высота техподполья – 1,9 м в чистоте. В каждой секции имеется пассажирский лифт грузоподъемностью 350 кг. Фундаменты здания представляют собой сваи ФВК, объединенные железобетонным ростверком.
В конструктивном отношении обследуемые здания бескаркасные и состоят из несущих крупноблочных керамзитобетонных ограждающих внутренних железобетонных панелей, сборных железобетонных маршей лестничных клеток и железобетонных дисков междуэтажных перекрытий.
Рис. 1. Схема обследуемых зданий
Характер образования трещин, отмеченных в наружных стенах здания, позволяет утверждать, что их формирование связано с возникновением неравномерных осадок фундамента здания. Трещины не новые, что указывает на их возможное образование в первые годы эксплуатации здания. Общая устойчивость стен здания, ослабленных трещинами, обеспечивается выполненным усилением в виде тяжей. В целом состояние кладки стен, ослабленных вертикальными и наклонными сквозными трещинами, как несущей конструкции оценивается как работоспособное. Состояние кладки наружных стен, выполняющих функцию ограждения, недопустимое, так как возможен выпад отдельных кирпичей.
Рис. 2. Общий вид дома № 2 по фасаду
Рис. 3. Вертикальная трещина в стыке керамзитобетонной и железобетонной панелей 9 этажа по оси «4»/«Д» (дом № 1). Ширина раскрытия 2 мм
Рис. 4. Вертикальная трещина в керамзитобетонной панели технического этажа. Панель расположена по оси «Е»/«8–9» (дом № 1). Ширина раскрытия менее 1 мм
По результатам обследования состояние материала фундаментов ФВК было оценено как работоспособное. По результатам оценки фундаментов по несущей способности установлено, что фактическая расчетная нагрузка, приходящаяся на сваю, меньше расчетно допускаемой нагрузки на 18 %. Грунтовым основанием служит просадочный суглинок твердой консистенции. Особенностью данного проекта является возведение 12-этажного жилого дома вплотную к исследуемому объекту. Вертикальные нагрузки от строящегося кирпичного здания в 4 раза превышают нагрузки от существующих панельных жилых домов. Указанное позволяет утверждать, что образование трещин в керамзитобетонных и железобетонных панелях подъездов, примыкающих к строящемуся зданию, связано с боковым выпором грунта под подошвой фундамента пристраиваемого здания на уплотненную зону существующего фундамента ФВК в районе торцевых стен. В результате невыполненного своевременно ремонта неисправное состояние канализационной системы привело к затоплению части подвала и замачиванию грунтового основания. Последнее привело к ослаблению несущей способности свай и неравномерным осадкам фундаментов. В данных грунтовых условиях при замачивании возможна просадка. Таким образом, фундаменты под торцевыми стенами, примыкающими к строящемуся зданию, находятся в недопустимом состоянии. Фундаменты, расположенные на расстоянии до 9 м от торцевых стен в ограниченно работоспособном состоянии. Остальные фундаменты панельных зданий находятся в работоспособном состоянии.
Геодезические наблюдения, проведенные за период с 27.08.2007 по 12.10.2007 г., не отражают реальных деформаций существующих стен домов.
Для оценки несущей способности существующих фундаментов обследуемой части корпуса был произведён сравнительный анализ расчетных нагрузок с расчетной нагрузкой на сваю, принятой по серии 121 т. Оценка несущей способности фундаментов велась для свай, расположенных под торцевой стеной. Результаты оценки фундаментов сведены в таблицу.
По результатам оценки фундаментов по несущей способности установлено, что фактическая расчетная нагрузка, приходящаяся на сваю, меньше проектной расчетной нагрузки на сваю, принятой по серии 121 т, на 22 %. Исключение составляет нагрузка на сваю № 6, которая больше проектной на 22 %. Общая расчетная нагрузка на торцевую стену по серии равна 438 т, по факту собранной нагрузки – 377 т. Проектные и расчетные нагрузки, приходящиеся на сваи, не превышают расчетно допускаемую нагрузку на сваи. Фундаменты по всем характерным сечениям имеют достаточную несущую способность.
Результаты оценки фундаментов
|
Номер сваи |
Кол-во свай в кусте, шт. |
Расчетно допускаемая нагрузка на сваю по серии, т (Nрд) |
Проектная расчетная нагрузка на сваю по серии, т (Nрп) |
Фактическая расчетная нагрузка на сваю, т (Nр) |
Коэффициент использования конструкции К < 1 – запас, К > 1 – перегруз. Сравнение Nрп с (Nрд) |
Коэффициент использования конструкции К < 1 – запас, К > 1 – перегруз. Сравнение Nр с (Nрд) |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
1 |
1 |
80 |
20 |
16 |
0,25 |
0,2 |
|
2 |
1 |
80 |
78 |
60 |
0,98 |
0,75 |
|
3 |
1 |
80 |
56 |
45 |
0,7 |
0,56 |
|
4 |
1 |
80 |
71 |
66 |
0,89 |
0,83 |
|
5 |
1 |
100 |
85 |
76 |
0,85 |
0,76 |
|
6 |
1 |
80 |
49 |
60 |
0,61 |
0,75 |
|
7 |
1 |
80 |
79 |
55 |
0,99 |
0,69 |
По результатам оценки осадки фундаментов с учетом влияния фундаментов пристраиваемого здания установлено, что увеличение осадки составило 0,77 мм. Относительная разность осадок фундаментов обследуемых зданий составляет 0,00024 м, что меньше предельной относительной разности осадок по СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений» равной 0,0016 м.
Рис. 5. Свая усиления
Для ликвидации повреждений отдельных конструкций надземной части обследуемых зданий и исключения дальнейших возможных осадок фундаментов существующих зданий необходимо выполнить следующие мероприятия:
1. Устранить все утечки из систем водоснабжения и канализации здания, расположенных в техническом подполье, в грунтовое основание.
2. Произвести усиление фундаментов части подъездов, примыкающих к строящемуся зданию (оси «7–10»/«А-Е» дом № 1, и оси «1–4»/«А-Е № дом № 2). Усиление фундаментов предлагается выполнить путем устройства свай вдавливания с упором в существующий монолитный ростверк. Основанием свай усиления будут служить пески мелкие.
3. Строящееся здание является объектом незавершённого строительства, дальнейшая стройка и заселение жильцов приведет к увеличению нагрузок на фундамент и осадке. Для контроля деформации основания всех строений необходимо скорректировать ранее выполненные геодезические наблюдения и дальше их вести с периодичностью: одна съемка в неделю в период до сдачи дома и одна съемка раз в месяц в течение 2 лет.
4. Произвести капитальный ремонт кровли всего здания. Укрытие деформационного шва между строящимся зданием и существующими в уровне парапета выполнить в виде козырька из оцинкованной стали.
5. После выполнения работ по усилению фундаментов и ремонту кровли произвести ремонт наружных стен, имеющих повреждения панелей в виде наклонных и вертикальных трещин, путем инъецирования полимерных растворов вглубь панели.
При условии выполнения мероприятий, представленных в данных выводах, надежная работа строительных конструкций будет обеспечена, возможность возникновения аварийной ситуации сведена к минимуму. Данные мероприятия следует выполнять в зданиях с аналогичными дефектами.