2. Предельно допустимые дополнительные совместные деформации зданий и их оснований (ч. 2)

Определение s_ad,u расчетом сопряжено с большими трудностями: конструкции старых зданий имеют износ и ослаблены ранее образовавшимися деформациями основания, грунты которого неравномерно уплотнены. Методики проведения такого расчета и необходимых инженерно-геологических изысканий для его выполнения еще не разработаны.

По указанным причинам для установления величин s_ad,u были использованы данные натурных наблюдений. Методически такая разработка состояла в следующем. Обследованием устанавливалось техническое состояние конструкций зданий, возле которых планировалось новое строительство. По степени износа и развития повреждений строительных конструкций от собственной неравномерной осадки эти здания относились к одной из категорий, приведенных в табл. 3.2. С самого начала работ по строительству новых зданий производилась синхронная периодическая фиксация осадок существующих и возводимых зданий (геодезические измерения) и повреждений конструкций (обследования, показания щелемеров, установка маяков) с целью выявления дополнительной осадки, при которой возникают новые повреждения" (или развиваются трещины, образовавшиеся ранее).

По описанной методике были проведены натурные обследования и измерения 16 объектов — зданий различного назначения¹. По конструктивным особенностям объекты исследования были разбиты на три группы (табл. 4.2).

Таблица 4.2

*При максимальных измеренных осадках, указанных в таблице, трещин не возникало.

Первая группа (шесть объектов) — кирпичные дома с продольными стенами, на ленточных фундаментах из бутового камня, построенные до 1917 г. По состоянию конструкций они были отнесены ко II и III категории (см. табл. 3.2); конструкции начинали получать повреждения, когда их дополнительная осадка достигала только 3 см, а перекос стен — 0,001.

Вторая группа (четыре объекта) — кирпичные здания преимущественно с поперечными несущими стенами, на сборных ленточных фундаментах, построенные после 1957 г. Продольные и поперечные стены этих зданий имели арматуру в кладке и пояса армирования. Собственная осадка (по оценке) составляла 20—30 см. Три из этих относительно «молодых» домов были отнесены к I категории, один — к III (в стенах дома III категории образовались трещины от собственной неравномерной осадки). Дома этой группы до появления первых трещин выдерживали значительно большие дополнительные осадки. Можно полагать, что максимальная дополнительная осадка этих домов (возле линии примыкания) не должна превышать 6 см.

Третья группа (шесть объектов) — крупнопанельные дома разных серий (1-ЛГ600, 1-ЛГ600а, 1-ЛГ606, БС-9) с поперечными и продольными несущими стенами, построенные после 1968 г. Дома серии БС-9 были сконструированы в расчете на возведение их в условиях слабых грунтов. Собственная осадка достигала в среднем 40—50 см, однако значительных повреждений конструкций не образовалось. Повреждения конструкций этих домов возникли при дополнительной осадке 7—8 см и перекосе 0,002—0,004. Дома остальных серий получали повреждения при дополнительной осадке 3—4 см. Вопрос о s_ad,u крупнопанельных домов весьма сложен. На данном этапе можно предположить, что дополнительная осадка этих домов около линии примыкания не должна быть более 4 см, а перекос — примерно 0,003.

Из данных, приведенных в табл. 4.2, можно видеть, что и старые и вновь построенные дома (объекты наблюдений) имели фундаменты мелкого заложения. Значит, исследования охватывали только одно из возможных сочетаний типов фундаментов новых и существующих зданий, т.е. не включали, в частности, дома на свайных фундаментах различных типов. Судя по абсолютным величинам измеренных осадок, на большинстве площадок размещения зданий залегали слабые грунты.

Результаты проведенных исследований были обобщены в таблице предельных дополнительных осадок зданий трех типов, широко распространенных в жилищно-гражданском строительстве СССР (табл. 4.3). Приведенные в ней значения в последующем, по мере накопления новых данных и развития методов совместных расчетов зданий и оснований, подлежат уточнению, по-видимому, в сторону увеличения. В настоящее время их следует рассматривать как первое и достаточно грубое приближение.

Используя эту таблицу при разработке проектов фундаментов, которые должны быть возведены вблизи существующих зданий, целесообразно различать три возможных случая:

1) s ≤ s_u и s_ad ≤ s_ad,u (ожидаемая осадка проектируемого и существующего зданий меньше допустимой) — достаточно применения простейших мероприятий, в частности устройства осадочных швов;

2) s < s_u и s_ad > s_ad,u (новое здание может быть возведено на естественном основании, т.е. без применения свай) — эффективное решение может быть найдено, в частности, путем использования «консольного подхода» нового здания к существующему, разделительного шпунта и других сравнительно дешевых мероприятий, конструктивных и технологических (см. табл. 4.2 и 4.3);

3) s > s_u, s_ad > s_ad,u (для возведения новых зданий необходимо использовать фундаменты, обеспечивающие уменьшение осадки до допустимых величин) — на участках примыканий требуется применение относительно дорогостоящих фундаментов, скажем свай, погружаемых вдавливанием, а также буронабивных, винтовых свай и др.

Таблица 4.3

После внедрения изложенных положений в практику жилищно-гражданского строительства (с 1980 г.) в Ленинграде случаев повреждений зданий отмечено не было [30], что позволяет считать возможным использовать эти положения для более широкого применения.