с 01.01.2019 по настоящее время
Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова (Общеинженерные дисциплины, профессор)
с 01.01.1980 по 01.01.2019
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Московский государственный строительный университет (Кафедра «Информационные системы, технология и автоматизация строительства»)
Новочеркасск, Ростовская область, Россия
ББК 308 Монтаж, эксплуатация, ремонт машин и промышленного оборудования
В статье приведен обзор статей и анализ результатам наблюдений за осадками различных зданий, возведенных в сложных геологических условиях. Делаются практические выводы для разработки методику наблюдения за величиной раскрытия трещин в жилых и промышленных зданиях.
обзор, мониторинг, неравномерные деформации, сложные геологические условия, грунты основания.
В течении ряда лет журнал «Основания и фундаменты, механика грунтов» публиковал статьи о многолетних наблюдениях за осадками промышленных и жилых зданий [1-9]. Анализ статей позволят сформулировать задачи проведения обследований с использованием датчика дистанционного измерения ширины раскрытия трещин [10].
В качестве основных причин больших деформаций зданий, возведенных на вечной мерзлоте, авторами работы [1] рассмотрены природные условия, низкое качество работ на всех стадиях от инженерных изысканий и проектирования до контроля качества производства работ и ошибок в период их эксплуатации. Но результатом появления больших деформаций стала необходимость наблюдения за развитием трещин и негативных процессов как до принятия мероприятий по сохранению зданий, так и после завершения аварийно-восстановительных работ. После рассмотрения девяти примеров различных объектов предложены четыре основные причины деформаций зданий.
В работе [2] приведен пример четырехэтажного здания Института радиотехники и электроники АН СССР в г. Москва построенного в 1902 году. В результате протечек и естественного замачивания грунтов основания уровень грунтовых вод поднялся до пола подвала. Для усиления сильно деформированного здания в 1945 г. было выполнено усиление несущих конструкций стальным гибким «корсетом» и уширены столбчатые фундаменты. Однако деформации здания вследствие замачивания продолжились. Из нескольких вариантов усиления фундаментов было принято решение, предложенное автором статьи заключавшееся в усилении колонн вдавливаемыми сваями. Работы по усилению фундаментов были проведены в 1981 году и последующие в течении восьми лет наблюдения показали эффективность принятого решения. Это позволяет нам утверждать, что наблюдение за состоянием трещин в здании необходимо осуществлять и после проведения их усиления.
Возрастание темпов строительства привело к активному освоению сложных в геологическом отношении площадок. Одним из широко используемых методов является устройство намывных оснований. Однако при строительстве в г. Нижний Новгород жилого массива «Мещерское озеро» было осуществлено с существенными недостатками [3]. Отсутствие дренажей для отвода грунтовых вод привело к тому, что при наблюдении за осадками здания на стадии строительства и использование нивелира выявило значительное превышение осадок, регламентируемых СНиП. Фактические осадки составили 18, 33 и 38 см за пять лет для отдельных и анализ результатов наблюдений позволил сделать прогноз об увеличении осадок на ближайшие 10 лет с увеличением появившихся на стадии строительства в зданиях трещин. В результате авторами статьи предложен уточнить формулу для определения осадок зданий, возводимых на намывных песках со слабым подстилающим слоем.
Рис. 1. Развитие осадок фундаментов трех зданий в г. Нижний Новгород во времени
Примеры значительных деформаций промышленных каркасных зданий на просадочных грунтах приведены в [4, 5]. Недостатки при выполнении водозащитных мероприятий привели к неравномерным деформациям и появлению в зданиях силовых трещин и разрушению надфундаментных конструкций.
В работе [6] приведены результаты наблюдений за осадками промышленного здания в течении 14 лет. На первом этапе наблюдения за осадками здания проводились раз в два-четыре года, но приращение осадок до 20 мм в год привело к необходимости контроля осадок в отдельных точках ежемесячно с проведением ежегодного обследования всего здания в целом. Авторы предложили разработать специальную методику по проведению технического надзора за положением строительных конструкций зданий на основаниях со слабыми деформационными свойствами.
Рис. 2. Осадки четырех рядов фундаментов промышленного здания
При мониторинге (наблюдении) осадок жилого 16-этажного дома в работе [7] выявили периоды различной скорости изменения осадок в течении 8 месяцев строительства. Здание получило большой крен, и для его выравнивания из работы последовательно с наблюдением за осадками исключались отдельные сваи. После завершения строительства осадки продолжали возрастать и обязательное в таких случаях наблюдение показало, что за последующие годы увеличение осадок составило 25-30 мм. Авторы делают вывод о необходимости продолжения мониторинга за осадками высотных зданий как в ходе строительства, так и при последующей эксплуатации.
Рис. 3. График развития осадки основания 16-этажного жилого дома
В работах [8, 9] жилые 16-ти этажные здания, возведенные на фундаментной плите, получили крен вследствие неравномерных осадок. Мониторинг осадок позволил провести работы по регулируемому замачиванию основания для выравнивания зданий.
Анализ статей позволил сформулировать задачи проведения обследований с использованием датчика дистанционного измерения ширины раскрытия трещин [10] и определить временные интервалы проведения работ для промышленных и гражданских зданий.
1. Жуков В.Ф. Коренные причины деформаций зданий, возводимых на вечной мерзлоте [Текст] / В.Ф. Жуков // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 1990. - № 4. - С. 25-27.
2. Гендель Э.М. Устранение деформаций здания Института радиотехники и электроники АН СССР путем подводки под фундамент вдавливаемых свай [Текст] / Э.М. Гендель // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 1989. - № 4. - С. 6-7.
3. Коновалов П.А. Аварийные деформации девятиэтажных жилых зданий на намывных основаниях со слабым подстилающим слоем [Текст] / П.А. Коновалов, И.В. Финаев, В.Ю. Прохоров // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 1990. - № 6. - С. 7-11.
4. Коновалов П.А. Деформации зданий на просадочных грунтах большой мощности [Текст] / П.А. Коновалов, Д.Д. Ахмедов, Л.О. Епанешников // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 1999. - № 1. - С. 16-20.
5. Кованев Б.М. Деформации многоэтажного каркасного здания на просадочных грунтах [Текст] / Б.М. Кованев, П.Г. Курган // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 1984. - № 3. - С. 5-7.
6. Таск Э.А. Деформации основания и состояния конструкций промышленного здания [Текст] / Э.А. Таск, Г.М. Уличкин, И.К. Шаповал, В.А. Воронченко // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 1981. - № 5. - С. 10-13.
7. Вершинин В.П. Стабилизация осадки основания и выправление крена 16-этажного жилого дома на свайном фундаменте [Текст] / В.П. Вершинин, П.Ф. Панфилов, С.Н. Сотников // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 1981. - № 4. - С. 9-11.
8. Голубков В.Н. Исследования деформаций в основании фундаментной плиты 16-этажного жилого дома [Текст] / В.Н. Голубков, Ю.Ф. Тугаенко, Ю.В. Матус, С.Д. Синявский // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 1980. - № 6. - С. 3-4.
9. Тугаенко Ю.Ф. Исправление крена 16-этажного жилого дома [Текст] / Ю.Ф. Тугаенко, Ю.В. Матус, С.Д. Синявский // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 1979. - № 2. - С. 12-14.
10. Кучумов М.А. Разработка беспроводной системы измерения трещин строительных конструкций [Текст] / М.А. Кучумов // Студенческая научная весна - 2017: Материалы региональной нучно-технической конференции, г. Новочеркасск, 25-26 мая 2017 г. / Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М.И. Платова. - Новочеркасск: Изд-во ЮРГПУ (НПИ), 2017. - С. 258-259.
