Последовательность проектирования оснований и фундаментов реконструируемых зданий

Обновлено: 05.05.2024

Работы по проектированию оснований и фундаментов реконструируемых зданий и сооружений выполняются в следующем порядке:

1) на основании анализа материалов технического заключения по состоянию фундаментов и конструктивных элементов надземной части здания, инженерно-геологического обследования грунтов основания, наличия в конструкциях и фундаменте здания разрушений, трещин принимается 'решение о необходимости их усиления и выбираются способы укрепления;

2) проводится обследование здания и уточняется его конструктивная схема, определяются действующие и проектируемые нагрузки;

3) производятся расчеты и конструирование усиления фундаментов и укрепления основания.

Для существующих фундаментов рассчитывают напряжения на контакте стены или колонны с верхним обрезом фундамента и в уровне подошвы фундамента. Затем проверяют прочность материала фундамента, стен и колонн на местное смятие и прочность грунта в уровне подошвы фундамента. В зависимости от результатов проверки принимается решение о необходимости усиления конструкции фундаментов, изменения их вида и размеров, укрепления грунтов основания.

При проектировании новых фундаментов глубину их заложения выбирают с учетом заложения существующих фундаментов. Размеры фундаментов определяют с учетом действующих нагрузок, свойств оснований и влияния существующих фундаментов.

Проверка несущей способности оснований реконструируемых зданий. При увеличении нагрузок на основание существующих фундаментов расчетное сопротивление грунта должно назначаться с учетом фактического значения его характеристик как под подошвой фундаментов, так и в пределах активной зоны. Опыт показывает, что длительная эксплуатация построенных зданий приводит к увеличению несущей способности грунтов основания по сравнению с принятой при первоначальном проектировании в 1,2. 1,5 раза. Это обусловлено уменьшением коэффициента пористости, увеличением удельного сцепления и модуля деформации как из-за уплотнения грунтов при осадке здания, так и за счет развития физико-химических процессов на контактах твердых частиц грунта.

Допустимые давления на грунты основания существующих фундаментов при реконструкции и увеличении нагрузки рекомендуется определять по П.А. Коновалову (1988) согласно формуле

Где R , — новое значение расчетного сопротивления грунта; R— расчетное сопротивление; m — коэффициент, учитывающий изменение физико-механических свойств грунтов основания под подошвой фундаментов за период эксплуатации здания после завершения консолидации осадок; _k— коэффициент, определяемый отношением расчетной осадки S к предельно допустимой осадке S_μ_. Коэффициент _m зависит от отношения давления на основание до надстройки (реконструкции) p₀ к расчетному давлению R. При

Основными факторами, которые должны приниматься во внимание при составлении и обосновании подобных проектов, являются следующие.

1. Изменение схемы здания, увеличение нагрузок на фундаменты

2. Состояние фундаментов

3. Изменение свойств грунтов основания

4. Развитие недопустимых перемещений

5. Проведение строительных работ вблизи существующих зданий

Работы по проектированию оснований и фундаментов реконструируемых зданий обычно выполняются в следующем порядке:

1) анализируются материалы технического заключения по состоянию фундаментов и инженерно-геологическому обследованию основания. При наличии в конструкциях здания и фундаментов разрушений, трещин или при необходимости их усиления указываются причины деформаций и рекомендуемые способы укрепления;

2) проводится освидетельствование здания и устанавливается его конструктивная схема. Определяются действующие и проектируемые нагрузки;

3) выполняются расчеты и конструирование усиления фундаментов и укрепления оснований, если в этом возникает необходимость.

Принципы расчетов существующих и дополнительно возводимых фундаментов во многом различны. Для существующих фундаментов после сбора нагрузок с учетом реконструкции вычисляют напряжения на контакте стены или колонны с верхним обрезом фундамента и в уровне подошвы фундамента. Затем по обычной схеме проверяют прочность материала фундамента и стен (или колонн) на местное смятие, а также прочность грунта в уровне подошвы фундамента из условий непревышения фактического давления на грунты над расчетным сопротивлением по СНиПу. В зависимости от результатов проверки принимается решение о необходимости усиления конструкции фундаментов, изменения их вида и размеров, укрепления грунтов основания.

При проектировании новых фундаментов глубину их заложения выбирают с учетом заложения существующих фундаментов. При необходимости учитывается взаимное влияние существующих и новых фундаментов. Размеры фундаментов определяются с учетом действующих нагрузок и свойств оснований.

Проводятся расчеты существующих и новых фундаментов по предельным состояниям, причем неравномерность деформаций новых и существующих фундаментов, рассчитанных на воздействие дополнительных нагрузок, не должна превышать допустимые СНиПом величины.

Рецензент:П.А. Шустов, канд. техн. наук, доцент кафедры строительного производства ИрГТУ.

Основания и фундаменты в условиях реконструкции (основы теории и примеры расчета). Метод. указания для курсового и дипломного проектирования. Составила Квасова З.М. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006. – 14 с.

Предназначены для студентов специальности 270105 – «Строительство и городское хозяйство».

Библиогр. 6 наим., 2 табл., 3 рис.

Иркутский государственный технический университет

664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83

Содержание

1.	Проектирование оснований и фундаментов при реконструкции ….
Пример 1…………………………………………………………………
2.	Нагрузки, учитываемые при расчете оснований и фундаментов ….
Пример 2…………………………………………………………………
3.	Оценка инженерно-геологических условий ………………………….
Литература …………………………………………………………….

Проектирование оснований и фундаментов при реконструкции

Несмотря на все увеличивающийся объем реконструкции зданий и сооружений самого различного назначения, до сегодняшнего дня нет нормативных документов, определяющих порядок расчета оснований и фундаментов в различных вариантах реконструкции. К наиболее распространенным случаям реконструкции можно отнести:

· увеличение нагрузки на существующие фундаменты (надстройки, использование более тяжелых конструкций);

· устройство новых фундаментов на пятне застройки старого, разбираемого при реконструкции;

· пристройку новых зданий и сооружений к старым, существующим;

· усиление либо переустройство оснований и фундаментов.

Несущая способность должна быть достаточной, чтобы не происходила потеря устойчивости основания, а неравномерности осадки оснований не должны превышать предельно допустимых величин для нормальной эксплуатации здания после реконструкции. Проектирование производится по двум предельным состояниям.

Целью расчета по первому предельному состоянию является обеспечение несущей способности и ограничение развития чрезмерных пластических деформаций в период дальнейшей эксплуатации здания после реконструкции.

Этот расчет производится исходя из общего условия

где F_пр – расчетная нагрузка на основание после реконструкции;

F_и – сила предельного сопротивления основания с учетом изменения свойств грунтов в процессе эксплуатации реконструируемого здания;

g_и – коэффициент условий работы;

g_n – коэффициент надежности по назначению сооружения (I, II и III классов).

Дефицит несущей способности оснований и фундаментов реконструируемого здания устанавливается после анализа результатов обследования. В общем случае

где F_mp_d – требуемая несущая способность основания или свай из условия сопротивления грунта, принятая с учетом возможного увеличения постоянных и временных нагрузок при реконструкции;

F_о_d – несущая способность грунтов основания (свай) с учетом возможного улучшения свойств грунтов в процессе эксплуатации.

Если , то необходимость усиления фундаментов при реконструкции отсутствует. Окончательно решается вопрос об отмене усиления после расчета оснований и фундаментов по второму предельному состоянию.

Для расчета по второму предельному состоянию необходимо соблюсти условие

где – фактическое давление по подошве фундамента после реконструкции;

– расчетное сопротивление грунта с учетом его уплотнения в процессе эксплуатации.

Расчетное сопротивление грунта основания с учетом его уплотнения может быть определено по формуле (7) (СНиП 2.02.01–83). Величины коэффициентов и зависят от угла внутреннего трения ( ), соответствующего уплотненному грунту. Ввиду сложности отбора образцов грунта из- под фундамента, для испытания их в лабораторных условиях значение может быть установлено по методике, изложенной ниже.

В общем случае вопросы о возможности увеличения нагрузки на существующие фундаменты решаются в такой последовательности:

· собирают нагрузку на уровне подошвы существующего фундамента до надстройки N_IIипосле надстройки ;

· устанавливают значение средней интенсивности давления на грунт основания до надстройки Р_о и после надстройки ;

· устанавливают значение расчетного сопротивления грунта основания с учетом уплотнения в процессе эксплуатации здания (сооружения) R_у;

· сопоставляют среднее давление под подошвой фундамента после увеличения нагрузки со значением R_у.

Значение расчетного сопротивления уплотненного грунта основания может быть также получено из выражения

где R – расчетное сопротивление грунта основания, определенное для грунта в естественном его залегании (без уплотнения);

m_p – коэффициент, зависящий от отношения величины давления по подошве фундамента до увеличения нагрузки при реконструкции Р_о к расчетному сопротивлению R; при Р_о/R ³ 0,8 m_p = 1,3; при 0,8 ³ Р_о ³ 0,5 m_p = 1,15; при Р_о/R £ 0,5 = 1,0;

m_s – коэффициент, принимаемый по табл. 1.1. в зависимости от отношения величины осадки S_p при давлении по подошве, равном значению Р_о к предельно допустимой осадке, для данного вида зданий или сооружений S_u по прил. 4 СНиП 2.02.01-83.

Грунты оснований (независимо от влажности и плотности)	Значение m_s при S_p/S_u
0,4	0,8
Пески крупные и средней крупности	1,4	1,0
Пески мелкие	1,2	1,0
Пески пылеватые	1,1	1,0
Связные грунты с J_u £ 10	1,2	1,0
То же с J_u ³ 0,5 при сроке эксплуатации здания более 15 лет	1,1	1,0

Примечание. Для промежуточных значений коэффициента m_s принимается по интерполяции.

Пример 1. Определение расчетного сопротивления грунта основания при надстройке здания. Необходимо установить возможность надстройки трехэтажного жилого дома в Петербурге на два этажа с заменой существующих деревянных перекрытий на железобетонные. Для этого определяем расчетное сопротивление грунта с учетом его предшествующего уплотнения.

Существующее кирпичное здание построено во второй половине XIX века. Фундаменты бутобетонные, ленточные. Ширина подошвы фундамента в = 1,2 м. Здание с подвалом глубиной d_b = 3 м. Глубина заложения фундамента d = 3,6 м. Состояние кладки стен и фундамента хорошее.

Нагрузка на 1 м длины стены на уровне подошвы существующих фундаментов составляет N_II = 264,7 кН/м. Соответствующая нагрузка после надстройки двух этажей и замены деревянных перекрытий железобетонными составит = 405 кН/м.

Напластование грунтов (начиная с планировочной отметки):

1-й слой – насыпной грунт; высота слоя h = 1 м, 15 кН/м 3 ;

2-й слой – глина мощностью h_Г = 5 м; этот грунт является основанием существующего фундамента, находится в твердом состоянии, коэффициент относительной сжимаемости m_V₁ = 0,00005 кПа -1 , кН/м 3 , , С_II = 25кПа.

3-й слой – песок пылеватый; более глубины 14 м, m_V₂ = 0,000062 кПа -1 .

Определяем значение расчетного сопротивления грунта основания с учетом его уплотнения за период эксплуатации здания. Значение определяем из выражения

где R – величину расчетного сопротивления устанавливаем по формуле (7) СНиП 2.02.01-83 для значений С_II = 25 кПа в условиях природного залегания грунта

где = 1,2 и = 1 – коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. 3;

К – коэффициент, принимаемый равным К = 1, если прочные характеристики грунта ( и С_II) определены непосредственными испытаниями и К =1,1 если они приняты по табл. 1–3 рекомендуемого приложения 1;

= 2,72; = 5,31 – коэффициенты, принимаемые по табл. 4;

= 1 – коэффициент (при b < 10 м);

= 1,2 м – ширина подошвы фундамента;

= 20,5 кН/м 3 – удельный вес грунта ниже подошвы фундамента;

- усредненное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы.

С_II = 25 кПа – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;

d₁ = 0,6 – приведенная глубина заложения фундамента от пола подвала;

d_b = 3,0 м – глубина подвала.

Устанавливаем значение коэффициента m_p. Давление до надстройки по подошве Р_о = N_II /b = 264,7/1,2 = 220 кПа. Значение отношения Р_о /R = 220/260=0,85. Определяем значение коэффициента m_p = 1,3 (см. выше).

Находим значение коэффициента m_s. Для этого определяем значение осадки при условии, что давление на уровне подошвы фундамента равно расчетному сопротивлению R.

Для определения осадки используем метод эквивалентного слоя Цытовича. Расчетная схема приведена на рис. 1.2.

Высоту эквивалентного слоя h_э определяем из выражения м (значение находим по табл. 1.2).

Значение коэффициента эквивалентного слоя Аw

отношение	Гравий и галька	Пески	Суглинки пластичные	Глины и суглинки мягкопластичные
Глины и суглинки твердые и полутвердые	Супеси твердые и пластичные	Глины пластичные
m₀=0,10	m₀=0,20	m₀=0,25	m₀=0,30	m₀=0,35	m₀=0,40
1,0	1,13	0,96	0,89	1,20	1,01	0,94	1,26	1,07	0,99	1,37	1,17	1,08	1,58	1,34	1,24	2,02	1,71	1,58
1,5	1,37	1,16	1,09	1,45	1,23	1,15	1,53	1,30	1,21	1,66	1,40	1,32	1,91	1,62	1,52	2,44	2,07	1,94
2,0	1,55	1,31	1,23	1,63	1,39	1,30	1,72	1,47	1,37	1,88	1,60	1,49	2,16	1,83	1,72	2,76	2,34	2,20
30,0	1,81	1,55	1,46	1,90	1,63	1,54	2,01	1,73	1,62	2,18	1,89	1,76	2,51	2,15	2,01	3,21	2,75	2,59
4,0	1,99	1,72	1,63	2,09	1,81	1,72	2,21	1,92	1,81	2,41	2,09	1,97	2,77	2,39	2,26	3,53	3,06	2,90
5,0	2,13	1,85	1,74	2,24	1,95	1,84	2,37	2,07	1,94	2,58	2,25	2,11	2,96	2,57	2,42	3,79	3,29	3,10
6,0	2,25	1,98	—	2,37	2,09	—	2,50	2,21	—	2,72	2,41	—	3,14	2,76	—	4,00	3,53	—
7,0	2,35	2,06	—	2,47	2,18	—	2,61	2,31	—	2,84	2,51	—	3,26	2,87	—	4,18	2,67	—
8,0	2,43	2,14	—	2,56	2,26	—	2,70	2,40	—	2,94	2,61	—	3,38	2,98	—	4,32	3,82	—
9,0	2,51	2,21	—	2,64	2,34	—	2,79	2,47	—	3,03	2,69	—	3,49	3,08	—	4,46	3,92	—
10 и более	2,58	2,27	2,15	2,71	2,40	2,26	2,86	2,54	2,38	3,12	2,77	2,60	3,58	3,17	2,98	4,58	4,05	3,82
Коэффи-циент	Аw₀	Аw_n	Аw_const	Аw₀	Аw_n	Аw_const	Аw₀	Аw_n	Аw_const	Аw₀	Аw_n	Аw_const	Аw₀	Аw_n	Аw_const	Аw₀	Аw_n	Аw_const

Обычно значением коэффициента относительной поперечной деформации задаются, принимая его согласно опытным данным равным ¸ 0,15 для глин и суглинков твердых и полутвердых; тугопластичных – ; пластичных и текучепластичных – и текучих – ; для супеси (в зависимости от консистенции) ; для песков .

Рис. 1.2. Расчетная схема для определения

осадки при давлении равном R

Высота эквивалентной эпюры уплотняющих давлений м.

Определяем величину среднего коэффициента относительной сжимаемости в пределах сжимаемой толщи:

Вычисляем значение осадки S_p:

Значение S_u для подобных зданий 10 см (прил. 4, СНиП 2.02.01-83). Отношение Sp/Su = 4,07/10 = 0,407.

Согласно табл. 1.1 m_s = 1,05. Таким образом

Значение фактического давления после надстройки здания на 2 этаже на уровне подошвы фундамента составит

Давление на грунт после реконструкции и замены деревянных перекрытий на железобетонные не превысит расчетного сопротивления грунта с учетом его уплотнения в процессе эксплуатации ; 338 кПа < 355 кПа. Предполагаемая реконструкция возможна без учета увеличения размеров фундамента и усиления грунтов основания.

Фундаментом называется часть сооружения, которая служит для передачи и более равномерного распределения давления от веса возводимого сооружения на его основание.

Основанием называется область грунта, воспринимающая давление от фундамента или земляного сооружения. Основания могут быть естественными и искусственными.

Все виды фундаментов можно разбить на 3 основные группы:

1) Фундаменты мелкого заложения. Устраиваются обычно в открытых котлованах при наличии хороших грунтов на естественном или искусственном основании при глубине, как правило, до 5 м (иногда до 10 м).

2) Свайные фундаменты применяются при наличии в верхних горизонтах грунтов, обладающих незначительной несущей способностью.

3) Фундаменты глубокого заложения (опускные колодцы, кессоны, опоры из тонкостенных оболочек, «стена в грунте») применяются в случаях, когда необходимо пройти значительные толщи слабых грунтов, а сооружение компактно в плане и достаточно массивно, а также при строительстве зданий с развитой подземной частью.

Последовательность проектирования оснований и фундаментов

Проектирование оснований и фундаментов выполняется в соответствии с действующими нормативными документами (СП 22.13330-2011 «СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений», СП 24.13330-2011 «СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты») и включает ряд операций, которые обычно выполняются в указанной ниже последовательности.

1. Оценка результатов инженерно-геологических, инженерно-геодезических и инженерно-гидрометеорологических изысканий для строительства.

В общем случае результаты изысканий должны содержать сведения о местоположении территории строительства, ее климатических и сейсмических условиях, инженерно-геологическом строении толщи грунтов, физико-механических свойствах грунтов основания, наблюдаемых неблагоприятных факторах (наличие просадочности грунтов, карста, оползневых процессов, горных выработок и т.п.), наличии горизонтов подземных вод и агрессивности по отношению к материалам фундаментов.

2. Анализ проектируемого здания и сооружения. Исходя из конструктивных и эксплуатационно-технологических требований определяется чувствительность сооружения к неравномерным осадкам, назначаются предельные значения деформаций основания. Важным этапом является определение нагрузок, действующих на сооружение (ветровых, снеговых, особых и т.п.), а также нагрузок от несущих конструкций сооружения, перекрытий, различного рода оборудования и эксплуатационных условий, передающихся на фундаменты.

3. Выбор типа основания и конструкций фундаментов. Осуществляют привязку проектируемого сооружения к строительной площадке, т.е. совмещение осей сооружения с инженерно-геологическими разрезами и выбор глубины заложения подошвы фундаментов. Заканчивается этот этап выбором типа основания и нескольких конструктивных типов фундаментов проектируемого сооружения, намеченных для дальнейшего, более детального анализа.

4. Расчеты оснований по предельным состояниям, технико-экономический анализ вариантов и принятие окончательного решения. Для одного или нескольких сечений сооружения проводятся расчеты выбранных вариантов фундаментов по предельным состояниям. Определяются размеры фундаментов в плане, количество и расположение свай, проектируются фундаменты для каждого варианта. Проводится технико-экономическое сравнение рассматриваемых вариантов и по минимуму приведенных затрат устанавливается оптимальное проектное решение.

Составлению проекта оснований и фундаментов реконструируемых зданий предшествует обследование их технического состояния и инженерно-геологические изыскания. Как правило, обследование и изыскания выполняют и для зданий, находящихся в зоне влияния реконструируемого.

Целью обследования зданий и инженерно-геологических изысканий является получение необходимых материалов для принятия решений о возможности или целесообразности реконструкции намеченного здания, методах усиления или переустройства фундаментов, закрепления грунтов основания и обеспечение нормальной эксплуатации прилегающих зданий.

Обследование здания заключается в детальном изучении технической документации, включающей общие сведения о здании, времени его строительства и сроках эксплуатации, объемно-планировочном и конструктивном решениях, системах инженерного оборудования; выявлении режима и технологических особенностей эксплуатации здания, установлении факторов, отрицательно действующих на основание, фундаменты и конструкции здания; фиксации визуально, а при необходимости и инструментально, дефектов в конструкциях здания (трещины в элементах несущих и ограждающих конструкций, коррозия арматуры, прогибы изгибаемых элементов, смещение плит перекрытий и т. п.).

Расположение, направление и характер трещин, фиксируемых в стенах зданий при обследовании, часто позволяет установить причины возникновения этих дефектов, что важно при назначении мест и объемов детального обследования фундаментов и оснований. Некоторые характерные случаи приведены на рис. 18.1.

Обследование фундаментов и несущего слоя грунтов основания зданий производится из шурфов, число которых определяется состоянием, размером и конфигурацией объекта, грунтовыми условиями и целями обследования. Шурфы закладываются в наиболее загруженной части здания, в каждой секции, в местах промежуточных опор, обязательно на участках развития трещин и в аварийных зонах. Глубина шурфов должна быть на 0,5 м ниже подошвы фундамента. Если на этой глубине будут обнаружены слабые грунты (насыпные, рыхлые пески, заторфованные, слабые

водонасыщенные глинистые грунты), они должны быть пройдены на всю глубину бурением.

При обследовании фундаментов в открытых шурфах устанавливается тип и материал фундамента, его форма, размеры в плане и глубина заложения. Одновременно выявляются выполненные ранее подводки и усиления, трещины и другие дефекты кладки, определяется прочность материала фундамента, наличие гидроизоляции, наличие и состояние дренажа. Для зданий исторической застройки проверяется наличие лежней и деревянных свай под фундаментами.

Ширину подошвы фундамента и глубину его заложения определяют натурными обмерами. На наиболее нагруженных участках ширину подошвы устанавливают из двусторонних шурфов или с помощью сверления и замера металлическим метром, а также подкопом и использованием Г -образного металлического щупа (рис. 18.2). На менее нагруженных ширину допускается принимать с учетом того, что фундамент имеет симметричную форму.

У свайных фундаментов замеряется диаметр или размеры поперечного сечения свай, шаг, число свай на 1 м длины.

Прочность материала фундаментов устанавливается испытанием проб в лаборатории, механическими или неразрушающими методами.

Наряду с обследованием технического состояния фундаментов из шурфов производят отбор образцов грунта ненарушенного ело-

Рис. 18.1. Картина трещиаообразования на- ружной стены кирпичного здания:

1 — трещины от неравномерной осадка фундамен- тов: просадки грунта при замачивании; выпучива- ния при замерзании; осадки от нибродтгаамического воздействия; 2 — трещины вследствие недостаточ- ной площади опирания перемычки на стену и вязкой прочности каменной кладки, 3 — трещины от пере- грузки простенка и низкой прочности каменной кладки, 4 — трещины по причине большой длины температурного блока или отсутствия температур- но-усадочного шва; 5 — трещина — следствие тем- пературной деформации расширения стального (же- лезобетонного) прогона, опирающегося на просте- нок

Рис. 18.2. Шурф для обследования фундамента:

1 —хреплоше шурфа; 2 —отверстие, пробитое шлямбуром; 3 — подкоп для определения ширины подошвы фундамента; 4 — щуп для определения ширины подошвы фундамента

жения для определения их вида и физико-механических характеристик лабораторным путем. Образцы отбирают из-под подошвы фундаментов или из стен шурфа и из его дна. Одновременно рекомендуется провести пенетрацию стенок и дна шурфа ручными пенетрометрами.

Инженерно-геологические изыскания. Состав, объем и методы изысканий определяются в зависимости от целей реконструкции, типа здания или сооружения и их стоимости, сложности инженерногеологических условий пятна застройки, изменения состояния и свойств грунтов основания по отношению ко времени строительства реконструируемого здания. Допускается не проводить инженерно-геологические изыскания для зданий, у которых при обследовании не обнаружено видимых деформаций, устройство новых фундаментов не предполагается, а увеличение нагрузок на фундаменты не превышает значений, способных вызвать дополнительные недопустимые деформации, при условии, что здания не находятся в зоне геологического риска.

Задачей инженерно-геологических изысканий в общем случае является: определение (или уточнение) геолого-литологического строения и гидрогеологического режима площадки, агрессивности подземных вод, характеристик физико-механических свойств грунтов, возможности развития неблагоприятных геологических процессов, прогноз изменения гидрогеологической и экологической обстановки в связи с реконструкцией здания.

При изысканиях, особенно в районах исторической застройки, необходимо также выявить наличие и местоположение существующих и существовавших ранее подземных сооружений, подвалов, фундаментов снесенных зданий, тоннелей, инженерных коммуникаций, колодцев, выгребных ям, подземных выработок и пр.

Инженерно-геологические изыскания при реконструкции включают, как правило, следующие виды работ:

бурение скважин с отбором образцов грунта и определением уровня подземных вод; зондирование грунтов;

испытания грунтов штампами или прессиометрами (статическими нагрузками);

лабораторные исследования физико-механических свойств грунтов и химический анализ воды.

Основным видом работ при инженерно-геологических изысканиях для строительства и реконструкции промышленных и гражданских зданий и сооружений является бурение скважин. Бурением скважин определяют порядок грунтовых напластований, наличие линз, выклинивание пластов, распределение их в плане, уровень подземных вод с указанием водовмещающих пород и водоупоров

и т. д. При бурении скважин отбираются образцы грунтов и подземных вод для их последующего лабораторного изучения.

Число и глубину скважин определяют в зависимости от сложности участка, площади и высоты здания и т. д. При реконструкции рекомендуется принимать следующее количество разведочных скважин:

Количество секций в здании 1. 2 3. 4 >4

Число скважин 4 - 6 8

Указанное число скважин может быть уменьшено при наличии материалов изысканий прежних лет и для участков с простым геологическим строением.

Глубина проходки скважин А принимается равной

где d — глубина заложения подошвы фундамента; А„ — глубина активной зоны сжатия основания; с — постоянная величина, принимаемая равной 2 м для зданий до трех этажей и 3 м — свыше трех этажей.

Если на глубине А будут обнаружены грунты с модулем деформации менее 10 МПа, они должны быть пройдены на всю толщину.

Порядок проектирования оснований и фундаментов реконструируемых зданий. После выполнения указанных выше работ анализируют материалы обследований и изысканий, в соответствии с проектом реконструкции здания определяют действующие и проектируемые нагрузки, оценивается возможность использования существующих и места расположения дополнительных фундаментов, в случае необходимости разрабатывают решения по усилению существующих фундаментов и укреплению грунтов основания.

Принципы расчетов существующих и дополнительно возводимых фундаментов во многом различны. Для существующих фундаментов после сбора нагрузок с учетом реконструкции вычисляют напряжения на контакте стены или колонны с верхним обрезом фундамента и в уровне подошвы фундамента. Затем по обычной схеме проверяют прочность материала фундамента и стен (или колонн) на местное смятие, а также прочность грунта в уровне подошвы фундамента из условий непревышения фактического давления на грунты над расчетным сопротивлением (см. ниже). В зависимости от результатов проверки принимается решение о необходимости усиления конструкции фундаментов, изменения их вида и размеров, закрепления грунтов основания, что подробно рассматривается в § 18.4.

При проектировании новых фундаментов глубину их заложения выбирают с учетом заложения существующих. При необходимости учитывается взаимное влияние существующих и новых фундаментов. Размеры фундаментов определяют с учетом действующих нагрузок и свойств оснований.

Проводят расчеты существующих и новых фундаментов по предельным состояниям, причем неравномерность деформаций новых и существующих фундаментов, рассчитанных на воздействие дополнительных нагрузок, не должна превышать допустимые СНиПом значения.

Проверка несущей способности оснований реконструируемых зданий. При необходимости учеличения нагрузок на основание существующих фундаментов расчетное сопротивление грунта должно назначаться с учетом фактического значения его характеристик как под подошвой фундамента, так и в пределах активной зоны. При отсутствии рассмотренных в § 18.2 негативных процессов, ухудшающих свойства грунтов, часто оказывается, что длительная эксплуатация построенных зданий приводит к увеличению несущей способности грунтов основания по сравнению с принятой при первоначальном проектировании. Это связано как с уплотнением основания при развитии осадок, так, в частности, и с тем, что для ряда разновидностей грунтов расчетное сопротивление, рекомендованное нормами разных лет, постоянно повышалось, что видно из данных табл. 18.1.

Читайте также: