5. Деформации зданий в результате нарушения естественной структуры грунта

Из всех разновидностей грунтов, встречающихся в северо-западных районах европейской части СССР, наибольшей способностью к разупрочнению при производстве земляных работ обладают ленточные грунты (глины, суглинки, супеси), иольдиевые глины, пылеватые и мелкие пески при высоком уровне подземных вод, биогенные грунты (торфы, заторфованные грунты, сапропели). Одной из наиболее серьезных причин разупрочнения названных грунтов является их промерзание в разработанных около существующих фундаментов котлованах. При оттаивании промерзшего грунта, подвергавшегося морозному пучению, происходит его интенсивное уплотнение (просадка), а несущая способность резко уменьшается, поскольку грунт при этом приобретает текучую консистенцию. В связи с неравномерным промерзанием и оттаиванием грунта осадка здания, а тем более выпор грунта, происходят неравномерно, и деформации существующих зданий в этих случаях бывают особенно опасными.

Так, например, для Ленинградской области и Карелии характерно выпадение большого количества осадков в осенний период и частое повышение температуры воздуха в зимнее время, что способствует увлажнению грунта, вскрытого в котловане, перед промерзанием. В таких случаях глинистые грунты в пределах возможной глубины промерзания становятся пучинистыми вне зависимости от их влажности во время изысканий. Следовательно, работы по возведению котлована вблизи существующих фундаментов в осенне-зимний период проводить не рекомендуется, а выкопанные летом и осенью котлованы необходимо засыпать до наступления морозов.

Обстоятельства, приводящие к промерзанию и пучению грунтов основания, различны. Основной причиной промерзания грунтов при разработке котлована вблизи существующих фундаментов является нарушение правил производства земляных работ в морозное время, т.е. недостаточность теплоизоляции существующих фундаментов и оснований. Этому способствует также нехватка хорошо зарекомендовавших себя дешевых теплоизоляционных присыпок (шунгизита, минераловатных плит, древесных опилок, котельного шлака и т.п.). В настоящее время применяются прогрессивные теплоизоляционные материалы: жидкие пенопласты, которые специальным агрегатом укладываются на поверхность грунта слоем 7—10 см и затвердевают, эффективно предохраняя грунт от промерзания. Чаще всего в практике строительства допускают следующие ошибки и нарушения технологических правил, приводящие к повреждениям зданий, расположенных вблизи строительных котлованов [1, 6, 24 и др.]:

• отсутствие утепления дна котлована, разрабатываемого зимой (рис. 1.13, а), что приводит к промораживанию грунта под существующими фундаментами;
• разработка грунта вблизи существующих фундаментов, которая может привести к выпиранию грунта из-под фундаментов в котлован, разработанный ниже проектной отметки (рис. 1.13, б);
• применение для рыхления мерзлого грунта и разрушения старых фундаментов тяжелых ударных механизмов (шар-молота или клин-молота); влияние их динамической работы сказывается на состоянии грунта в зависимости от его вида на расстоянии до 20 м и более (рис. 1.13, в);
• использование при разработке котлована и удалении из него разбираемых старых фундаментов экскаватором с ковшом драглайн, передающим на грунт интенсивные динамические воздействия (рис. 1.13, г);
• недостаточное уплотнение грунта обратной засыпки между новым и старым фундаментами, в результате чего он в последующем обводняется и самоуплотняется;
• нарушение требований проекта производства работ по разработке котлована, креплению его стенок и возведению фундаментов в части устройства неподвижного шпунта и сохранения естественной структуры грунтов оснований соседних зданий.