2. Примеры повреждений зданий, вблизи которых возведены новые дома

Деформации зданий ранней постройки при возведении вблизи них семиэтажного жилого дома. Кирпичное здание А, возведенное в 1979 г. по проекту, разработанному в 1975 г., располагалось на месте снесенных домов вплотную к трем зданиям (рис. 7.4): одному, построенному в 60-х годах, Б и двум другим, возведенным в дореволюционное время, В и Г. К сожалению, при составлении проекта нового дома не были учтены возможные последствия и не применены защитные мероприятия, поэтому результат не заставил себя ждать: трещины в стенах домов В и Г возникли еще при монтаже пятого и шестого этажей нового дома, когда его осадка достигла в среднем только 100 мм (рис. 7.5). Регулярные геодезические наблюдения, выполненные ОНЛФ ЛИСИ, показали:

  • осадка нового дома А была неравномерной (он получил несимметричный прогиб), поскольку грунты основания имели предварительное и неравномерное уплотнение от ранее существовавших и снесенных построек и от влияния соседних существующих домов;
  • максимальное измеренное перемещение (в 1983 г.) составило 234 мм; как следует из табл. 4.2 и 4.3, при таких осадках без применения специальных мероприятий строительство новых домов недопустимо, что и подтвердилось наблюдениями и обследованиями — существующие дома получили опасные повреждения;
  • все три существующих дома получили неравномерную дополнительную осадку, превышающую 100 мм, перекос стен достиг 0,05, что недопустимо;
  • перекос стен привел к развитию повреждений (трещин) в стенах старых домов, выпадению кирпичей из клинчатых перемычек, перекосу лестничных маршей, т.е. вызвал повреждения II категории (см. табл. 3.2);
  • в стенах здания Б повреждений не образовалось; здесь положительное влияние оказали предложенные Б.Д. Васильевым меры, направленные на понижение чувствительности конструкций кирпичных зданий к неравномерным деформациям оснований, — в кладке стен этого дома была применена арматура и стены усилены поэтажными поясами армирования.
Осадка семиэтажного кирпичного жилого дома и трех расположенных вблизи домов более ранней постройки
Рис. 7.4. Осадка семиэтажного кирпичного жилого дома (А) и трех расположенных вблизи домов более ранней постройки (Б, В, Г)
а — план (цифры — номера деформационных марок; штриховка — зоны повреждений); б — эпюра осадки наружных стен зданий А, Б, В; (даты наблюдений: I — 5.09.79 г.; II — 23.12.79 г.; III — 22.11.83 г.); в — кривые развития осадки зданий во времени (в скобках буква М и цифра обозначают номера марок)
Кирпичное здание старой постройки, получившее повреждения после возведения вблизи него нового кирпичного дома
Рис. 7.5. Кирпичное здание старой постройки, получившее повреждения после возведения вблизи него нового кирпичного дома

Разрушение стен жилого дома при забивке свай на соседнем участке. В проекте крупного каркасного здания концертного зала, расположенного вплотную к семи домам старой постройки (часть из них подлежала разборке), были предусмотрены свайные фундаменты, поскольку нагрузки на колонны достигали значительных величин (4000—6000 кН), а площадка сложена толщей слабых грунтов до глубины 16 м. Сваи длиной 15 м должны были погружаться со дна строительного котлована, размером в плане 150×120 м, разработанного на глубину до 2,5 м (рис. 7.6).

На участках, расположенных в непосредственной близости от существующих зданий, проектом было предусмотрено погрузить способом вдавливания 59 свай. Нелишне заметить, что непосредственно под фундаментами зданий залегают водонасыщенные пылеватые пески, весьма чувствительные к динамическим воздействиям. Строительная организация (генеральный подрядчик) решила обойтись без услуг субподрядной организации и самостоятельно возле пятиэтажного жилого дома забила 11 свай трубчатым дизель-молотом. В результате здание получило столь значительные дополнительные осадки и повреждения (см. на рис. 7.6 — заштрихованная часть здания 1), что из него пришлось срочно выселить жильцов. По-видимому, это здание будет разобрано.

План свайного поля массивного здания концертного зала в Ленинграде
Рис. 7.6. План свайного поля массивного здания концертного зала в Ленинграде, построенного в 1981—1985 гг.
1—7 — кирпичные дома дореволюционной постройки; 8 — забитые сваи; 9 — сваи, погруженные методом вдавливания; 10 — забитые (в отступление от проекта) вместо вдавливаемых свай

Дальнейшие работы были продолжены в точном соответствии с проектом: все оставшиеся 48 свай вдавлены, остальные (650 шт.) — погружены ударным способом. При забивке свай на достаточном удалении от домов дополнительных осадок не развилось.

Повреждение конструкций здания, возведенного на свайных фундаментах, в результате пристройки к нему кирпичного дома на естественном основании. Девятиэтажный крупнопанельный жилой дом (серии 1-ЛГ600) протяженностью более 200 м был успешно возведен на стыкованных призматических сваях площадью сечения 40×40 см, длиной 24 м, погруженных в морену — суглинок туго-пластичной консистенции. Измерения показали, что нестабилизированная осадка этого здания достигла примерно 10 см, при этом повреждения строительных конструкций отмечено не было [32]. Через два года после ввода этого дома в эксплуатацию вплотную к нему было построено массивное кирпичное здание на естественном основании (на ленточных фундаментах под поперечные несущие стены), коробка которого была усилена поясами армирования.

Загрузка участка, примыкающего к зданию на сваях, привела к развитию отрицательно направленного трения и к дополнительной осадке грунта ниже острия свай, которая, конечно, не была равномерной. В результате на удалении от линии примыкания до 18 м (эта величина соизмерима с мощностью толщи слабых грунтов), развилась дополнительная неравномерная осадка основания дома на сваях, что, в свою очередь, привело к повреждению наружных навесных панелей и, самое опасное, к сдвигу плит междуэтажных перекрытий (рис. 7.7). Наибольшие горизонтальные перемещения плит достигали 4 см. Поскольку здание имело короткий шаг несущих стен (3,2 м) и платформенное опирание перекрытий на грани несущих стен, возникшее положение было признано опасным.

Плита перекрытия 9-го этажа крупнопанельного дома, получившая сдвиг в результате развития неравномерной дополнительной осадки основания
Рис. 7.7. Плита перекрытия 9-го этажа крупнопанельного дома, получившая сдвиг в результате развития неравномерной дополнительной осадки основания (фото 1978 г.)

Повреждение конструкций зданий на естественном основании в результате осадки свайных фундаментов вновь возведенного высокого здания. При расширении одного из действующих производств потребовалось вплотную к двум четырехэтажным П-образной формы в плане производственным зданиям постройки середины 60-х годов строить каркасное 12-этажное также производственное здание (рис. 7.8). Площадка строительства сложена слабыми грунтами до глубины 32 м. Погружение стыковых свай вблизи существующих зданий было признано опасным и затруднительным. Поэтому проектировщики решили принять сваи длиной только 16 м, под острием которых залегал слой песка, толщиной около 3 м, а под ним слои слабых грунтов: ленточных и слоистых суглинков, суммарной мощностью до 12 м. При погружении свай забивкой осложнений не было — сваи легко погружались в слабые грунты. Однако здание при возведении восьмого и последующих этажей начало давать осадку (до 9 см). При этом возникли дополнительные осадки и у существующих корпусов, в их стенах развились трещины. Часть производственных площадей была временно утрачена, поскольку потребовалось проведение срочных работ по усилению конструкций.

План размещения трех производственных корпусов
Рис. 7.8. План размещения трех производственных корпусов (заштрихованы участки развития повреждений)
1 и 2 — на естественном основании; 3 — на сваях

Повреждения конструкций трехэтажного кирпичного административного здания при прокладке возле него глубокой траншеи. Небольшое трехэтажное кирпичное здание дореволюционной постройки, надстроенное в 50-е годы на один этаж, получило сильнейшие повреждения при разработке на расстоянии около 3 м от края его фундаментов траншеи, заглубленной на 5 м. Конструкции здания подверглись повреждению трижды: при погружении шпунта, ограждающего траншею, вибратором, при разработке траншеи и при последующем извлечении шпунта. Особенно опасные повреждения возникли при разработке траншеи, поскольку шпунт не был жестко раскреплен и заанкерован. Верх шпунта отклонился на 15—30 см в сторону от здания, а это, в свою очередь, привело к развитию неравномерной осадки. В стенах развились зияющие трещины, сдвинулись перекрытия, перекосились оконные и дверные проемы. Несмотря на то, что после разработки траншеи на ее ограждения были установлены мощные распоры, а стены дома укреплены стяжками, извлечение шпунта по окончании работ привело к развитию дополнительных осадок, столь значительных, что дальнейшая эксплуатация здания оказалась невозможной (см. рис. 7.2).

Сотников С.Н. Проектирование и возведение фундаментов вблизи существующих сооружений