Захист будівель і споруд від небезпечних геологічних процесів ДБН В. 1. 1. -5 -2000 «Будинки і споруди на підроблюваних територіях і просідаючих ґрунтах» • Ґрунтова основа будівлі – масив ґрунту, на який розповсюджуються напруги від фундаментів через контактні поверхні. Деформації фундаментів за властивостями ґрунтів основи поділяють на: осідання – вертикальні переміщення контактної поверхні фундаментів, викликані деформаціями ґрунтів під впливом зовнішніх навантажень, що не супроводжуються корінною зміною його структури; просідання – вертикальні переміщення контактної поверхні фундаментів за рахунок деформацій основи, в результаті ущільнення і, як правило, корінної зміни структури ґрунту під впливом зовнішніх навантажень, власної ваги ґрунту і додаткових чинників (замочування, відтавання льодових прошарків тощо); підняття та осідання – вертикальні переміщення контактної поверхні фундаментів за рахунок деформацій основи, зв’язаних зі зміною об’єму деяких ґрунтів при зміні їх вологості або впливах хімічних речовин (набрякання, усадка), а також при замерзанні води чи відтаванні льоду в порах ґрунту (морозне здимання та відтавання ґрунту); осідання земної поверхні – вертикальні переміщення контактної або земної поверхні за рахунок деформацій ґрунтів, які виникають внаслідок процесів, не пов’язаних з навантаженнями від фундаментів будівель – видобутку корисних копалин, зміни гідрогеологічних умов, карстово-суфозійних процесів тощо; горизонтальні переміщення – деформації контактної поверхні фундаментів, зв’язані з дією горизонтальних навантажень на основу (фундаменти розпірних систем, підпірні стіни тощо); горизонтальні переміщення земної поверхні (контактної з фундаментами) за рахунок деформацій ґрунтів які виникають внаслідок процесів, не пов’язаних із навантаженнями від фундаментів будівель поверхні при осіданнях, просіданнях від власної ваги, видобутку корисних копалин тощо; провали – вертикальні зрушення земної поверхні з порушенням цілісності структури ґрунтів, що утворюються внаслідок обвалення товщі ґрунтів над карстовими порожнинами або гірничими виробками при крутому падінні пластів.
Схеми переміщень основ будівель при просадках ґрунтів Вертикальних при просіданнях від зовнішніх навантажень: а – замокання ґрунтів під серединою будівлі; б – те саме, під торцем; 1 – джерело замокання; 2 – область розтікання води; а – довжина ділянки нерівномірної просадки; – кут розтікання води; Нw – глибина розташування джерела замокання; hsl, p – зона просадки основ від зовнішнього навантаження; Н – просадочна товща Вертикальних і горизонтальних від власної ваги ґрунту : а – замокання ґрунтів під серединою будівлі; б – те саме, під торцем; 1 – просадочна воронка; 2 – крива горизонтальних переміщень поверхні ґрунту
Особливості проектування будівель на просідаючих ґрунтах Просідаючим називається зв’язаний ґрунт переважно еолового походження, що містить більше 50% пилуватих часток, і характеризується високою пористістю, в основному, у вигляді мікропор з вертикальною трубчастою будовою. При замочуванні водою такий ґрунт просідає під навантаженням, легко розмокає, а при водонасиченості переходить у пливунний стан. • Основними характеристиками просідаючих ґрунтів є: велика пористість (більше 40%), світле забарвлення у сухому стані, присутність водорозчинних солей (хлоридів, сульфатів, карбонатів), здатність триматись вертикальними обривами на відкритій місцевості та берегах річок, низька вологість у природному стані (5. . . 16%), висока фільтраційна здатність. Просідаючі ґрунти розповсюджені на 10% території суші земної кулі, у Європі – на 31% території, а в Україні – на 70%. Вони можуть залягати на різних глибинах, а їх товщина коливатися від декількох метрів до 100 м. • Просідання ґрунту esl – це нерівномірні, переважно вертикального характеру переміщення контактної поверхні фундаментів за рахунок деформацій основи, що відбувається у результаті ущільнення і, як правило, корінної зміни структури ґрунту під впливом як зовнішніх навантажень і власної ваги ґрунту, так і додаткових чинників (замочування ґрунту, відтавання льодових прошарків тощо). Причинами замокання ґрунтів можуть бути: підйом рівня ґрунтових вод або купола техногенного замочування, підвищення вологості ґрунтів внаслідок інфільтрації поверхневих вод та екранування поверхні, витоки з трубопроводів і каналізації, неправильна організація відводів липневої каналізації. Основні характеристики просідаючих ґрунтів, які визначають їх деформативні властивості: • відносна просадочність esl – відносний стиск ґрунтів при заданому тиску після їх замочування; • початковий тиск просідання psl – мінімальний тиск, при якому проявляються просадочні властивості ґрунтів при їх повному водонасиченні; • початкова вологість просідання wsl – мінімальна вологість, при якій проявляються просадочні властивості ґрунтів. •
Просідаючий ґрунт: велика пористість (більше 40%), світле забарвлення у сухому стані, присутність водорозчинних солей (хлоридів, сульфатів, карбонатів), здатність триматись вертикальними обривами на відкритій місцевості та берегах річок, низька вологість у природному стані (5. . . 16%), висока фільтраційна здатність
Схема розташування лесових ґрунтів за типом просадочності в Україні
При проектуванні конструкцій будівель та споруд на просідаючих ґрунтах необхідно враховувати групи складності умов будівництва на будівельному майданчику та території забудови за ДБН В. 1. 1 -5 -2000: Класифікація умов складності будівництва на просідаючих ґрунтах 1 типу Групи складності умов будівництва майданчика 1 -А (важкі) Просідання ґрунтів ssl, p, від зовнішнього навантаження у верхній зоні основи hsl, p Деформації будівлі сумісно з основою від зовнішнього навантаження, So+Sp Не усунена So + Sp > Su ’ 1 -Б (середні) Усунена частково Su ’ > S o + Sp > S u 1 -В (легкі) Усунена повністю So + Sp < S u Класифікація умов складності будівництва на просідаючих ґрунтах 2 типу Групи складності умов будівництва на території забудови 2 -А (важкі) 2 -Б (середні) 2 -В (легкі) Деформації будівлі сумісно з основою So+Sg при просіданні ґрунтів від власної ваги ssl, g So + Sg > S u ’ Su ’ > S o + Sg > S u So + Sg < S u
Класифікація умов складності будівництва на просідаючих ґрунтах • • • Ґрунтові основи будівель групи складності умов будівництва 1 -А, у яких просідання ґрунтів від зовнішнього навантаження не усунено, характеризуються можливістю проявлення повного (максимального) просідання їх ґрунтів під усією будівлею або його частиною при замочуванні зверху або при підйомі рівня підземних вод під впливом зовнішнього навантаження. Ґрунтові основи будівель групи 1 -Б, у яких просідання ґрунтів усунено частково, характеризуються можливим проявом часткового нерівномірного просідання їх ґрунтів при замочуванні під впливом зовнішнього навантаження у шарі ґрунту з не усунутою просадочністю. Ґрунтові основи будівель та споруд групи 1 -В, у яких просідання ґрунтів усунено, характеризуються відсутністю можливих просідань ґрунтів від зовнішнього навантаження у будь-якій частині основи під будівлею або спорудою. Території з групою складності умов будівництва 2 -А характеризуються сполученням параметрів викривлення основи у зоні просідання від власної ваги ґрунтів, за яких величини деформацій будівлі сумісно з основою перевищують граничні значення. Будівництво на території цієї групи складності допускається за наявності висновку спеціалізованої організації. Території з групою складності умов будівництва 2 -Б характеризуються сполученням параметрів викривлення основи у зоні просідання від власної ваги ґрунтів, за яких величини деформації будівлі сумісно з основою перевищують граничні значення для об’єктів, що не пристосовані до сприйняття нерівномірних деформацій основи. Території з групою складності 2 -В характеризуються величинами викривлення земної поверхні у зоні просідання від власної ваги ґрунтів, за яких величини деформацій будівлі сумісно з основою не перевищують граничних значень для конструкцій будівель, які не пристосовані до сприйняття нерівномірних деформацій основи.
Основні принципи проектування будівель на просідаючих ґрунтах Три способи будівництва на просідаючих ґрунтах: 1. Повне усунення властивостей просідання ґрунтів; 2. Прорізання товщі просідаючих ґрунтів різними способами з метою передачі навантаження від будівель на підстеляючі непросідаючі ґрунтові шари; 3. Комплекс захисних заходів, які складаються з підготовки основи, водозахисту і підсилення конструктивних рішень будівель. Підготовка основи: • • Ущільнення просідаючих ґрунтів попереднім замочуванням, у тому числі з використанням глибинних вибухів. Спосіб рекомендується використовувати для усунення просадочності ґрунтів, зниження їх деформативності та підвищення несучої здатності при товщах просідання глибиною більше 8 м, які характеризуються просіданням від власної ваги (ґрунти 2 типу). Регульоване замочування просідаючих ґрунтів. Спосіб застосовують для будівництва споруд висотою до 50 м для усунення властивостей просідання ґрунтів на товщах із максимальною величиною просідання від власної ваги ґрунту до 1, 5 м, які не відносяться до зсувних, карстових і сейсмічних територій. При просіданні ґрунтів від власної ваги до 0, 5 м застосовують одностадійне замочування у процесі зведення об’єкта, а понад 0, 5 м – замочування здійснюється за дві стадії: перша – до зведення будівлі або споруди, друга – у процесі його зведення.
Підготовка основи: • • • Ущільнення товщі просідаючих ґрунтів ґрунтовими палями або армуванням вертикальними елементами підвищеної жорсткості. Спосіб застосовують при товщах просідаючих ґрунтів до 25 м, відсутності у межах товщі шарів піску та при оптимальній вологості ґрунту на 0, 02. . . 0, 04 нижче вологості на межі розкочування. Стовпи і стрічки із закріпленого ґрунту. Фундаментні конструкції у виді стовпів або стрічок із закріпленого ґрунту застосовується, як правило, із повною прорізкою усіх шарів просідаючих ґрунтів. Спирання кінців стовпів та стрічок повинно передбачатися на малостисливі ґрунти, а саме, скельні, великоуламкові, тощо. Пальові фундаменти на просідаючих ґрунтах – слід проектувати із повною прорізкою усіх шарів просідаючих ґрунтів із спиранням паль на малостисливі ґрунти. Спирання паль на пухкі водонасичені піски, пилувато-глинисті ґрунти при Il > 0, 5 не допускається. Прорізка товщі просідання підземними поверхами, які прорізають товщу просідання, із спиранням фундаментів на непросідаючий ґрунт, доцільно при проектуванні багатоповерхових будівель за наявності техніко-економічного, містобудівного та екологічного обґрунтування. Часткове усунення властивостей просідання ґрунтів у верхній зоні основи і влаштування зворотних засипок – повинна виконуватися підготовка основи шляхом ущільнення верхньої частини товщі просідання важкими трамбівками, влаштуванням ґрунтової подушки, а також у вигляді двошарового ущільнення, а саме поєднання ущільнення важкими трамбівками з улаштуванням ґрунтової подушки.
Водозахисні заходи охорони ґрунтів від замокання Водозахисні заходи – це комплекс інженерних заходів, які направлені на запобігання або зниження імовірності замочування просідаючих ґрунтів в основі будівель: – компоновка генерального плану; – вертикальне планування території, що забудовується; – влаштування під будівлями екранів з ущільненого ґрунту; – якісне ущільнення зворотної засипки пазух котлованів і траншей; – влаштування вимощень по зовнішньому периметру будівель і споруд; – прокладка зовнішніх і внутрішніх мереж водопостачання із заходами щодо запобігання можливості витікання з них води в ґрунт; – розміщення газонів і зелених насаджень з наданням необхідних схилів озелененої поверхні для забезпечення стікання води при поливанні газонів від будівлі до кюветів і скиду її у каналізацію; – створення системи п’єзометричних свердловин для систематичного контролю і оцінки швидкості та ступеня рівномірності його підвищення з улаштуванням дренажних та інших систем для запобігання підтоплення основ фундаментів, підвалів, приямків, просторів підлогами та інших заглиблених приміщень із зниженням нерівномірності підйому підземних вод за наявності гідрогеологічного прогнозу про очікуване підвищення рівня підземних вод.
Вимощення – площадка по периметру будівлі з ухилом 3… 10% для відведення води від фундаменту. Її ширина залежить від типу ґрунту, повинна бути на 200 мм ширша від карнизного звисання, зазвичай 600… 800 мм, а на просідаючих ґрунтах 1000 мм. Вимощення можуть бути з бетону, асфальту, бетонних плит, булижнику. Технологія влаштування вимощення: видаляють рослинний шар на глибину 150 мм; уздовж зовнішнього краю установлюють бордюрний камінь, а заглиблення між каменем і стіною засипають щебенем. Асфальтове покриття виконують товщиною не менше 30 мм, а бетонне не менше 150 мм. Вимощення з булижнику виконують на глині товщиною 150 мм, потім шар піску товщиною 100 мм з булижним каменем. При наявності теплого цокольного поверху або підвалу рекомендується влаштовувати вимощення з утеплювачем, який захищає підвальний простір від різких коливань температури
Замість глини зараз використовують бентонітові мати товщиною 6… 8 мм. При взаємодії з водою бентоніт натрію збільшується в об’ємі у 15 раз. На горизонтальні поверхні мати укладають на підготовлену стяжку унапустку без закріплення і закривають бетонною захисною стяжкою.
Бентонітові гідроізоляційні мати «ВОДОУПОР» – двошарове синтетичне полотно, скріплене голкопробивним способом з мінеральним наповнювачем – гранулятом натрієвої бентонітової глини. Зовнішні шари з нетканого полотна і поліпропіленової тканини, між якими гранули бентонітової глини. При контакті з водою гранули бентонітової глини утворюють однорідний шар щільного мінерального гелю, який не пропускає воду, тому що стиснутий у каркасі двох шарів синтетичних геополотен.
Влаштування вимощення по периметру зовнішніх стін будівель З поверхневим скидом дощової води З дренажем 1 – щебінь; 2 – крупний пісок; 3 – гідроізоляція; 4 – стіна 1 – вимощення; 2 – стіна підвалу; 3 – верт. гідроізоляція; підвалу; 5 – бортовий камінь; 6 – дренажна труба; 7 – підвальне перекриття; 8, 10 – штукатурка; 9 – дрібний щебінь; 11 – 4 – штукатурка; 5 – підвальне перекриття; 6 – екструдований пінополістирол; 12 – плитка; 13 – гідроізоляція; профільована мембрана; 7 – екструдований 14 – клейова основа; 15 – розсічка; 16 – металева сітка; 17 – пінополістирол; 8 – гориз. гідроізоляція; 9 – розсічка з підлога підвалу; 18 – мембрана; 19 – геотекстиль мінераловатних плит; 10 – підлога підвалу
Гідроізоляція фундаментів при високому рівні ґрунтових вод а – при напорі ґрунтових вод менше 200 мм; б – те саме, 200… 1000 мм; в – те саме, більше 1000 мм; 1 – рулонна горизонтальна гідроізоляція; 2 – обмазочна вертикальна гідроізоляція (гарячим бітумом за 2 рази); 3 – рулонна вертикальна гідроізоляція; 4 – захисна стінка із цегли; 5 – склотканина; 6 – деформаційний шов; 7 – глина або бентонітовий мат; 8 – підлога підвалу; 9 – стяжка; 10 – залізобетонна плита; 11 – шар бетону для привантаження; 12 – підготовка
Ширина вимощення повинна бути не менше 2 м на територіях із просідаючими ґрунтами з групами складності 2 -А, 2 -Б і 2 -В і не менше 1, 5 м – з групами складності 1 -А, 1 -Б і 1 -В. Вимощення повинні перекривати пазухи котлованів не менше ніж на 0, 3 м. Конструктивне рішення гідрозахисту фундаменту будівлі: 1 – ущільнений ґрунт; 2 – шар гравію; 3 – тощий бетон; 4, 9 – бітумно-каучукова мастика, 1, 5 мм; 5, 10 – армуюча основа з тканини із захисним покриттям тією ж мастикою; 6 – кільцевий дренаж; 7 – монолітний фундамент; 8 – зона очистки (пунктир); 11 – захисне покриття (вертикальна гідроізоляція); 12 – зворотна ущільнена засипка; 13 – ущільнений шар вимощення; 14 – дренуючий шар гравію; 15 – пісок; 16 – брущатка; 17 – мастика; 18 – армуюча тканина; 19 – захисний шар мастики горизонтальної гідроізоляції, об’єднаний із вертикальною гідроізоляцією та ізоляцією вимощення; 20 – цоколь будівлі Конструктивне рішення герметизації примикання вимощення до цоколю: 1– стіновий фундаментний блок; 2 – цементно-піщаний розчин; 3 – зона очистки; 4 – ущільнений ґрунт; 5 – гравій; 6 – пісок; 7 – поліетиленова плівка, 50 мкм; 8 – самоклейка стрічка; 9 – мастика; 10 – асфальтобетон, 60 мм; 11 – асфальтобетон, 60 мм.
6 червня 1997 р. , м. Дніпропетровськ, житловий масив Тополь-1. У результаті підняття ґрунтових вод руйнування цегляних і великоблокових будинків. Мешканці відселені
Зсув ґрунту виник на території густонаселеного житлового масиву внаслідок затопленого підвалу будинку № 13, оточеного іншими 9 поверховими будинками. Багато з них були збудовані на висячих палях і «ґрунтових подушках» із пошаровим ущільненням місцевого ґрунту.
Обвалення будівель збудованих на просідаючих ґрунтах в Турції
Обвалення будівель зведених на просідаючих ґрунтах у Шанхаї
Замокання просідаючих грунтів, нерівномірні деформації, мала довжина паль та їх кількість. Напередодні виникла загроза обвалення захисної дамби на річці. Робота по усуненню загрози велась всю ніч.
Основні принципи проектування будівель на просідаючих ґрунтах • Залежно від призначення та умов роботи будівлі проектують за жорсткою, піддатливою або комбінованою конструктивними схемами з різним характером і складом конструктивних заходів. • Проектування за жорсткою конструктивною схемою передбачає об’єднання несучих елементів будівлі в єдину просторову систему та виключення можливості взаємного переміщення окремих елементів несучих конструкцій при деформаціях основи за рахунок: – надання будівлі компактної у плані конфігурації, нормування відстаней між внутрішніми капітальними стінами, обмеження розмірів лоджій, еркерів та ризалітів; – розрізання будівель з допомогою деформаційних швів на окремі відсіки; – підсилення окремих елементів несучих конструкцій та зв’язків між ними; – влаштування по периметру капітальних стін залізобетонних монолітних поясів; – влаштування горизонтальних діафрагм із збірних залізобетонних елементів перекриттів і покриттів; – підсилення фундаментно-підвальної частини будівель шляхом влаштування фундаментів у вигляді суцільних плит, перехресних балок, балок-стінок тощо.
Основні принципи проектування будівель на просідаючих ґрунтах • Проектування за піддатливою конструктивною схемою передбачає можливість самостійного пристосування несучих конструкцій (без появи у них додаткових зусиль) до нерівних деформацій основи за рахунок: – введенням шарнірних і піддатливих зв’язків між елементами несучих та огороджувальних конструкцій; – зниження жорсткості несучих конструкцій; – введенням гнучких вставок і компенсаційних пристроїв; – збільшення зазорів між сусідніми конструкціями; – заповнення частини швів між плитами перекриттів і покриттів пружними герметиками. • Проектування за комбінованою конструктивною схемою повинне передбачати сполучення жорсткої та піддатливої систем із застосуванням різних конструктивних схем підземної та наземної частин будівель у їх поздовжніх і поперечних несучих конструкціях.
Жорсткі конструктивні схеми фундаментно-підвальних частин будівель. Влаштування армованих монолітних поясів. Конструктивні заходи підсилення стрічкових фундаментів: а…в – схема впливу просідаючої воронки на будівлю; г…е – стіни підвалів із стінових фундаментних блоків; ж…и – те саме із цокольних панелей; к – те саме із армованим фундаментним поясом; л, м – те саме із пальовими фундаментами; 1 – СФБ; 2 – арматурна сітка; 3 – просторовий каркас армованого поясу; 4 – цементно-піщаний розчин; 5 – цокольна панель зовнішньої стіни; 6 – те саме, внутрішньої стіни; 7 – фундаментна плита; 8 – ростверк; 9 – бетонна підготовка; 10 – оголовок палі
Конструктивні заходи підсилення фундаментів будівель на просідаючих ґрунтах Вузли і деталі фундаментів на просідаючих ґрунтах: а…в – з’єднання фундаментних плит; г, д – конструкція бетонних плінтусів висотою 180 мм у підвалах; е, ж – зворотна засипка фундаментів; з…л – конструкції вимощень
Конструктивні заходи підсилення конструкцій каркасних будівель на просідаючих ґрунтах а в б г а – вимощення з кюветом; б – фундамент з консолями; в – кріплення підкранових балок на консолях; г – кріплення кранової рейки; 1 – цементнопіщаний розчин; 2 – асфальтобетон, 30 мм; 3 – кювет мощений булижником із заливкою швів бітумом; 4 – бентонітовий мат і утеплення фундаментної балки; 5 – щебенева підготовка, 120 мм; 6 – консоль для підйому колони домкратом; 7 – підкранова консоль; 8 – металева шпала; 9 – скоба болта
Особливості проектування будівель на підроблюваних територіях Підроблювана територія – це територія, яка знаходиться під впливом підземних гірничих виробок. • Підробка будівель і споруд – це підземне видобування корисних копалин (вугілля, залізної руди, солі, калію, сірки тощо), яка впливає на об’єкти будівництва. На підроблюваних територіях, внаслідок виймання пластів ґрунту, можливе утворення провалів і зсувів, які характеризуються осіданнями, прогинами, нахилами, горизонтальними зміщеннями, утворенням уступів та іншими деформаціями, які викликають значні пошкодження будівель. • Провали – вертикальні зрушення земної поверхні з порушеннями цілісності структури ґрунтів, що утворюються внаслідок обвалення товщі ґрунтів над карстовими порожнинами чи гірничими виробками при крутому падінні пластів. • Уступи – зосереджені деформації земної поверхні, які проявляються в утворенні тріщин із зсуванням скельових ґрунтів. У зв’язку з розробкою корисних копалин у товщі землі утворюються великі порожнини, які викликають обрушення вище розташованих порід з утворенням на поверхні землі мульди зсування, яка має вигляд западини з пологими краями. • Мульда зсування земної поверхні – ділянка земної поверхні, що зазнає зсування під впливом підземних виробок. • Осідання земної поверхні на підроблених територіях досягає в середньому 50. . . 60% потужності відпрацьованого пласта корисних копалин. При розробці декількох пластів осідання від кожного пласта додаються. Найчастіше процес деформування земної поверхні триває біля двох років, але можливі більші відрізки часу. Швидкість осідання в найбільш активній середній фазі, яка триває біля шести місяців, може досягати 50 мм у місяць. •
Зсування та деформації земної поверхні у результаті підробки, які необхідно враховувати проектуванні будівель осідання h, мм – це вертикальна складова вектора зсування точки земної поверхні у мульді зсування; нахили інтервалів у мульді зсування i, мм/м – відношення різниці осідань двох сусідніх точок мульди до відстані між ними; кривина (опуклості, угнутості) мульди зсування r, 1/км – відношення різниці нахилів двох сусідніх інтервалів мульди до напівсуми довжин цих інтервалів; радіус кривини R=1/r, км; горизонтальне зсування x, мм – горизонтальна складова вектора зсування точки земної поверхні у мульді зсування; відносні горизонтальні деформації розтягу або стиску e, мм/м – деформації земної поверхні у горизонтальній площині, викликані нерівномірністю горизонтальних зсувань у мульді зсування; уступ заввишки h, см. В) Схеми вертикальних переміщень земної поверхні при підробці у вигляді параболічного циліндру з радіусом R, викликані кривиною (в) або зміщенням основ паралельно початковій горизонтальній поверхні з утворенням уступу h (б) Схема горизонтальних переміщень земної поверхні приймається у вигляді лінійних трикутних епюр з нульовою точкою у центрі будівлі: а – розтяг; б – стиск
Підроблювані території з пологим і похилим заляганням пластів корисних копалин поділяють на групи залежно від значень деформації земної поверхні: Класифікація підроблюваних територій у залежності від деформацій земної поверхні Група території Деформації земної поверхні підроблюваних територій Відносна горизонтальна деформація ε, мм/м Нахил і, мм/м Радіус кривини R, км I 12 > ε > 8 20 > i > 10 1 < R < 3 II 8 > ε > 5 10 > i > 7 3 < R < 7 III 5 > ε > 3 7 > i > 5 7 < R < 12 IV 3 > ε > 0 5 > i > 0 12 < R < 20 Підроблювані території з крутим заляганням пластів корисних копалин, в яких утворюються уступи на земній поверхні, поділяють на групи: Класифікація підроблюваних територій залежно від величини уступу на земній поверхні Група території Iк IIIк IVк Висота уступу h, см 25 > h > 15 15 > h > 10 10 > h > 5 5 > h > 0
Умови будівництва території забудови при їх підробці поділяють на групи складності в залежності від співвідношення розрахункових і граничних значень сумісних деформацій будівель з основами Групи складності умов будівництва на території забудови Деформації будівлі сумісно з основою при підробці А (важкі) So + Sn > S’u Б (середні) S’u > So + Sn > Su В (легкі) So + S n < S u So – величина сумісних деформацій для звичайних інженерно-геологічних умов; Sn – те саме додаткових сумісних деформацій з урахуванням параметрів викривлення основи при підробці; Su та S’u – значення граничних сумісних деформацій залежно від конструктивної схеми будівлі для випадків, коли конструкції будівлі не розраховані (Su) або розраховані (S’u) на зусилля, що виникають в них при взаємодії з основою. Території групи складності А характеризуються сполученням параметрів викривлення основи у зоні підробки, за яких величини деформацій будівлі сумісно з основою перевищують граничні значення. Будівництво допускається за наявності висновку спеціалізованої організації, який містить рекомендації щодо вибору інженерних рішень. Території з групою складності Б характеризуються сполученням параметрів викривлення основи у зоні підробки, за яких величини деформацій будівлі сумісно з основою перевищують граничні значення для об’єктів, які не пристосовані до сприйняття нерівномірних деформацій основи. Проектування будівель здійснюють із урахуванням можливості прояву та усунення наднормативних кренів, які перевищують граничні значення для конструкцій будівель. Території з групою складності В характеризуються величинами викривлення земної поверхні у зоні підробки, за яких величини деформацій будівлі сумісно з основою не перевищують граничних значень для конструкцій будівель, які не пристосовані до сприймання нерівномірних деформацій
Гірничі засоби захисту будівель на підроблюваних територіях з метою зменшення величини деформацій земної поверхні – повне або часткове закладання відпрацьованого простору; – розробку пластів із розривом у часі, розосередження гірничих робіт у просторі; розробку пластів у певній послідовності; одночасне проведення гірничих робіт на окремих ділянках, яке забезпечує зменшення деформацій в основі об’єктів; – неповне виймання корисних копалин за площею та потужність за узгодженням з органами Держнаглядохоронпраці України. Мульда зсування земної поверхні під впливом підземних виробок корисних копалин
Конструктивні та будівельна заходи захисту будівель на підроблюваних територіях У будівлях жорсткої конструктивної схеми передбачають виключення можливості взаємного переміщення несучих конструкцій при деформаціях основи за рахунок: – розділення будівель деформаційними швами на окремі відсіки; – влаштування фундаментного та цокольного залізобетонних поясів або фундаментів у виді суцільних плит, перехресних балок, балок-стінок тощо; – підсилення окремих елементів несучих конструкцій та зв’язків між ними; – влаштування горизонтальних дисків із залізобетонних елементів перекриття і покриття. У будівлях піддатливої конструктивної схеми передбачають можливість пристосування конструкцій до нерівномірних деформацій земної поверхні : – влаштування у підземній частині горизонтальних швів ковзання; – введення шарнірних і піддатливих зв’язків між елементами несучих і огороджувальних конструкцій; – зниження жорсткості несучих конструкцій; – введенням гнучких вставок і компенсаційних пристроїв; – збільшення зазорів між сусідніми конструкціями.
Вказані заходи необхідно вживати з таким розрахунком, щоб забезпечувались: – достатня площа спирання елементів конструкцій при деформаціях основи; – повітронепроникність та водонепроникність стиків між окремими елементами конструкцій, що взаємно переміщуються; – стійкість елементів конструкцій при деформаціях основи. У будівлях комбінованої конструктивної схеми слід передбачати сполучення жорсткої та піддатливої схеми із застосуванням різних конструктивних схем: підземної та наземної частин за висотою будівель; у поперечному та поздовжньому напрямах будівлі.
Деформаційні шви • Будівлі складної форми в плані розділяються деформаційними швами на відсіки. Висоту будівель у межах відсіку приймають однаковою, а довжину відсіків – за розрахунками залежно від розрахункових величин деформацій земної поверхні, фізикомеханічних властивостей ґрунтів основи, прийнятої конструктивної схеми, технологічних вимог. • Деформаційні шви між відсіками повинні забезпечувати вільний нахил або поворот відсіку при деформаціях основи. • Розмір деформаційного шва а між відсіками приймається на основі розрахунку на рівні підошви фундаменту та на рівні карниза або парапету. При розрахунковій величині розміру деформаційного шва до 100 мм його величина приймається не менше 120 мм, а при розрахунковій величині більше 100 мм – не менше 200 мм. • Деформаційні шви повинні розділяти суміжні відсіки будівель по всій висоті, включаючи фундаменти та покриття.
Стрічкові фундаменти будівель на підроблених територіях а…в – форма впливу точок мульди зсуву від гірничих виробок; г…е –підсилення фундаментів із СФБ; ж…и – те саме, із цокольних панелей; к – пониження підземної частини, монолітний варіант; л – те саме, збірний; 1 – армований шов; 2 – залізобетонний монолітний пояс; 3 – шов ковзання; 4 – монолітний цокольний блок; 5 – армований пояс цокольних панелей; 6 – цокольна панель; 7 – фундаментна плита; 8 – СФБ; 9 – додатковий арматурний стрижень; 10 – арматурні випуски
Конструктивні елементи каркасних будівель на підроблених територіях б в а – схема влаштування шва ковзання і зв’язківрозпірок в стовпчастих фундаментах; б – те саме суцільної фундаментної плити зі швом ковзання; в – кріплення підкранової балки до колони; 1 – бетонна подушка; 2 – шов ковзання; 3 – зв’язок-розпірка; 4 – фундаментна плита; 5 – фундамент під обладнання; 6 – деформаційний шов; 7 – анкер; 8 – величина можливого підйому підкранової балки; 9 – те саме, горизонтального зміщення
Вузол кріплення колони до фундаменту на підроблених територіях 1– 1 Шарнірне спирання колони на фундамент: 1 – фундамент; 2 – кришка; 3 – колона; 4 – спіральна пружина; 5 – монтажні гайки, що стискаються перед підробкою; 6 – сферична закладна деталь колони радіусом r; 7 – сферична закладна деталь фундаменту радіусом R; 8 – газова труба; 9 – центруючий стрижень; 10 – кутик
Стрічковий фундамент будівлі на підроблених територіях, пристосований для установки домкратів 1 – плоский гідравлічний домкрат; 2 – розподільчі прокладки; 3 – цегляна кладка; 4 – фундаментні плити; 5 і 6 – нижній і верхній розподільчі пояси; 7 – стінові фундаментні блоки підвалу будівлі
Фундаменти із термопластичними елементами б а а – стрічковий; 1 – фундаментна плита; 2 – шар монолітного залізобетону; 3 – термоізоляція; 4 – нагрівальний елемент; 5 – термопластичний елемент; 6 – стіна підвалу; б – стовпчастий під колону; 1 – порожнина; 2 – термоізоляція; 3 – направляючий стрижень; 4 – колона; 5 – вертикальний шов ковзання; 6 – термопластичний елемент; 7 – нагрівальний елемент; 8 – кришка; 9 – фундаментна плита
Конструктивне рішення стовпчастого фундаменту для вирівнювання каркаса будівлі методом опускання на підроблених територіях 1 – фундаментна плита; 2 – опорний виступ; 3 – пластинчастий нагрівальний елемент; 4 – листовий поліетилен; 5 – підколонник; 6 – труба; 7 – колона; 8 – дрібнозернистий бетон; 9 – направляючий стрижень; 10 – термопластичний вкладиш; 11 – лист азбесту прикритий покрівельним залізом; 12 – борозна для прокладання електрокабелю
Конструктивні рішення підсилення фундаментів стаканного типу зв’язками-розпірками а б в а – верхні та нижні зв’язки-розпірки, розташовані по осі ряду фундаментів; б – верхні зв’язки-розпірки розташовані по осі ряду фундаментів, а нижні по краях фундаментів; в – верхні зв’язкирозпірки розташовані по краях стаканів, а нижні по краях фундаментів; 1 – зв’язок-розпірка; 2 – шарніри; 3 – підготовка із матеріалу, що легко стискається; 4 – отвір в колонах і стінках стакану фундаментів; 5 – стрижні із арматури розрахункового діаметру; 6 – ванне зварювання арматурних випусків
Схеми збільшення ділянок спирання плит покриття на прогонові конструкції а – на залізобетонну ферму (балку); б – на металеву ферму; 1 – ферма; 2 – шов ковзання; 3 – плита покриття; 4 – швелер; 5 – косинка, приварена до верхнього поясу ферми
Шарнірно-рухоме стикування несучих конструкцій покриття з колонами а б а – каткова; б – ковзна; 1 – колона; 2 – направляюча пластина; 3 – ферма; 4 – каток; 5 – обмежувач; 6 – опорний столик; 7 – шов ковзання
Багатоповерхові каркасні будівлі необхідно проектувати у вигляді комбінованої конструктивною та зв’язкової систем. При виборі конструктивних систем багатоповерхових каркасних будівель необхідно надавати перевагу каркасам із укрупненими сітками колон. Схеми рам каркасів багатоповерхових будівель: а – комбінованої конструктивної системи; б – зв’язкової системи
Конструкція вузла стикування ригелів з колоною: 1 – колона; 2 – шарнірно-спертий ригель; 3 – закладна деталь ригеля; 4 – нижня і верхня зв‘язкові пластини; 5 – закладна деталь колони Фундаменти багатоповерхових каркасних будівель із зв’язковою конструктивною схемою слід проектувати з перехресних стрічок, перерізи яких необхідно визначати розрахунками на впливи нерівномірних деформацій основ. Шарнірні вузли стикування елементів багатоповерхових каркасних будівель допускається виконувати із спиранням ригелів на консолі колон через зв’язкові прокладки-компенсатори.
Скачать презентацию Захист будівель і споруд від небезпечних геологічних процесів
Prosadki.pptx