Шов скольжения в фундаментах

Обновлено: 23.04.2024

Промышленные здания и сооружения нередко приходится возводить на просадочных грунтах.

Просадочный грунт – грунт, который при замачивании дает дополнительную деформацию, называемую просадкой.

В отличие от обычных, просадочные грунты, находятся в напряженном состоянии от действия внешней нагрузки и собственной массы, при замачивании дают просадку.

К просадочным грунтам относятся лёссы, лёссовидные суглинки, супеси, покровные суглинки и некоторые другие.

Причинами повышения влажности просадочных грунтов могут быть: замачивание их сверху из внешних источников или снизу при подъеме уровня грунтовых вод, а также постепенное накопление влаги в грунте вследствие инфильтрации поверхностных вод и экранирования поверхности. При определении просадок грунтов и их неравномерности учитывают:

- инженерно-геологический состав площадки строительства;

- физико-механические характеристики грунтов основания и их неоднородность;

- размеры, глубину заложения и взаимное расположение фундаментов;

- нагрузки на фундаменты и прилегающие площадки;

- конструктивные особенности сооружения (наличие подвалов, тоннелей и т.п.);

- характер планировки территории (наличие выемок, срезок или насыпей);

- возможные виды, размеры и места расположения источников замачивания грунтов.

Грунтовые условия площадок, сложенных просадочными грунтами, в зависимости от возможной просадки грунтов под воздействием собственной массы подразделяют на два типа:

I-й тип просадочности

I-й тип просадочности – грунтовые условия, в которых возможна в основном просадка грунтов от внешней нагрузки, а просадка грунтов от собственной массы отсутствует или не превышает 5 см.

II-й тип просадочности

Просадочные грунты с их большими и неравномерными деформациями могут повредить или разрушить конструкции здания, если не будут предусмотрены специальные меры.

II-й тип просадочности – грунтовые условия, в которых помимо просадки грунтов от внешней нагрузки возможна их просадка от собственной массы и ее размер превышает 5 см.

Строительные мероприятия – устройство искусственных оснований – достигается: уплотнением грунтов (трамбование тяжелыми трамбовками, устройство грунтовых свай, вытрамбование котлованов под фундаменты, предварительное замачивание грунтов; глубинное гидровиброуплотнение, использование вибрационных машин, катков); полной или частичной заменой в основании грунтов с неудовлетворительными характеристиками свайными подушками из песка, гравия, щебня и т.п. Строительные мероприятия предусматривают преобразование свойств грунтов основания, исключающие или снижающие до допустимых пределов просадки оснований или уменьшающие их влияние на эксплуатационную пригодность сооружения.

Более подробно строительные мероприятия рассматриваются в курсе «Основания и фундаменты».

Водозащитные мероприятия – предусматривают при разработке генеральных планов, планировке территории предприятия, устройстве оснований под полы, размещении трубопроводов.

Планировка застраиваемой территории проводится в данном случае с целью обеспечить быстрый и беспрепятственный сток атмосферных вод.

Чтобы предотвратить инфильтрацию в просадочный грунт поверхностных вод, следует до минимума сократить срезку верхнего слоя грунта. Для планировочных насыпей (включая основание под полы), засыпки пазух котлованов непригодны: песок, строительный мусор и другие дренирующие материалы. Вокруг зданий устраивают водонепроницаемую отмостку шириной 1-1,5 м с уклоном около 3 %, а по ее периметру – водоотводящий кювет (рис. 13.1 а).

Рис. 13.1 Конструктивные элементы зданий, возводимых на просадочных грунтах: а – отмостка с кюветом; б – фундамент с консолями в пределах башмака; в – крепление подкрановых балок на консолях; г – крепление кранового рельса; 1 – жирный цементный раствор; 2 – литой асфальт (20-30мм); 3 – мощение булыжником с заливкой швов битумом; 4 – взрыхленный и утрамбованный глинистый грунт; 5 – щебеночная подготовка (100-120 мм), пропитанная горячим битумом; 6 – консоль для подъема колонны домкратом; 7 – подкрановая консоль; 8 – стальная шпала; 9 – скоба болта.

В качестве основания под полы в цехах с мокрым технологическим процессом, возводимых на просадочных грунтах II типа, предусматривают водонепроницаемый экран толщиной не мене 1 м уплотнением грунта тяжелыми трамбовками или устройством грунтовой подушки.

Конструктивные мероприятия – предусматривают с целью обеспечить прочность, устойчивость и эксплуатационную надежность здания при возможных просадках от замачивания грунтов основания. Необходимо также создавать условия для быстрого восстановления проектного положения отдельных конструктивных элементов здания.

Основными конструктивными мероприятиями являются следующие:

- применение конструктивной схемы, малочувствительной к неравномерным осадкам;

- разрезка здания на блоки осадочными швами;

- устройство стыков, равнопрочных с соединяемыми элементами на воздействие неравномерной просадки основания;

- усиление отдельных конструкций дополнительным армированием;

- устройство армированных поясов по капитальным стенам, непрерывных в пределах каждого осадочного блока;

- увеличение площадей опирания в местах сопряжения конструктивных элементов;

- приспособление конструкций к быстрому восстановлению их просадки.

Малочувствительные к неравномерным осадкам конструкции подразделяются на два вида – жесткие и податливые.

Жесткие конструкции – обладают большой прочностью, исключают взаимные применения отдельных элементов и оседают как одно пространственное целое. В зданиях и сооружениях с такими конструкциями необходимо ограничивать возможные просадки и их неравномерность.

В податливых конструкциях элементы связаны с собой шарнирно, поэтому их взаимное перемещение вследствие неравномерной просадки основания практически не отражается на устойчивости здания в целом. Для зданий с такими конструкциями учитывают возможность отклонения колонн и стен от вертикали при просадке основания. С этой целью в проектах предусматривают не только шарнирные связи ферм (балок) и других элементов с колоннами, но и мероприятия по быстрому восстановлению нормальных условий эксплуатации в зданиях.

Для уменьшения длины изгибаемых участков при неравномерной просадке здания, его разрезают осадочными швами, которые совмещают с температурными.

В необходимых случаях по капитальным стенам устраивают железобетонные пояса, размещая их на уровне оконных перемычек в одноэтажных зданиях и на уровне междуэтажных перекрытий в многоэтажных. Кроме того, во всех типах зданий предусматривают армирование пояса в пределах подошв фундаментов. Количество поясов и их сечение определяют расчетом; во всех случаях их должно быть не менее двух.

Под несущие стены зданий устраивают монолитные или сборно-монолитные ленточные фундаменты. В каркасных зданиях фундаменты аналогичны зданиям, возводимым на обычных грунтах. При нежестких (податливых) несущих конструкциях фундаменты под отдельно стоящие колонны устраивают с консолями или отдельными площадками, предназначенными для подъема домкратами просевших колонн (рис. 13.1 б).

Подкрановые балки в зданих на просадочных грунтах следует применять разрезные металлические. Их опирают и крепят, как правило, на консолях (рис. 13.1 в). Такое крепление позволяет производить рихтовку подкрановых путей наименее трудоемким способом – путем изменения положения крановых консолей.

Крепление рельсов к подкрановым балкам должно быть подвижным и иметь конструкцию, допускающую выравнивание пути в вертикальном направлении подъемом рельсов не менее чем на 100 мм и в поперечном – не менее 50 мм. Один из способов крепления рельсов показан на рисунке 13.1 г. Рельс укладывается на стальные шпалы и крепится к балке лапками; между шпалами и балкой можно предусматривать прокладки.

В зданиях и сооружениях податливой конструкции необходимо предусмотреть мероприятия, исключающие возможность выпадения отдельных участков кровельного покрытия при неравномерной просадке. Для чего ограждающие элементы покрытия укладывают внахлестку или применяют элементы многопролетного типа (асбестоцементные, стальные и алюминиевые волнистые листы, стальной ребристый профилированный настил и др.).

2. Здания, возводимые на подрабатываемых территориях.

Подрабатываемым территориям, в следствие выемки пластов ископаемых, свойственны оседания, прогибы, наклоны, горизонтальные смещения и другие деформации, вызывающие значительные повреждения и разрушения расположенных на них зданий и сооружений

Подрабатываемая территория – участок поверхности земли, под которым ведут или намечают вести подземные горные разработки угля или других ископаемых.

Более подробно параметры деформации земной поверхности рассматриваются в курсе «Основания и фундаменты».

Прочность, устойчивость и надежность в эксплуатации зданий и сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях, обеспечивают специальными мероприятиями.

Исходными данными для проектирования построек на подрабатываемых территориях являются максимальные величины прогнозируемых деформаций земной поверхности на участке строительства в направлении продольной и поперечной осей проектируемого здания.

При строительстве на подрабатываемых территориях предпочтение отдают зданиям небольшой площади, без выступов и пристроек. Здания большой протяженности разделяют на отсеки. Длину отсеков назначают в зависимости от интенсивности деформаций земной поверхности, принятой конструктивной схемы здания, типа конструкций и характеристик грунта.

Сохранность и надежность зданий и сооружений, располагаемых на подрабатываемых территориях, обеспечивают комплексом мероприятий. В данной теме рассмотрим конструктивные и строительные мероприятия.

Здания и сооружения, возводимые на подрабатываемых территориях, проектируют по податливым, жестким и комбинированным конструктивным схемам.

По жесткой конструктивной схеме проектируют бескаркасные здания с несущими стенами и небольших размеров в плане. В них предусматривают:

- усиленные несущие конструкции, объединенные в пространственно-жесткие блоки;

- фундаменты – плитные, ленточные с железобетонными поясами;

- отдельно стоящие со связями – распорками и др.

По податливой схеме проектируют каркасные здания, имеющие большие размеры в плане, с незначительной собственной жесткостью. При прогнозируемых значительных деформациях земной поверхности предпочтительнее применять здания с металлическим каркасом.

Комбинированная схема может быть использована в каркасных и бескаркасных зданиях. Каркасные здания решают в виде рамных, рамно-связевых и связевых систем.

Фундаменты, работающие в сложных напряженных условиях, выполняют в зданиях с податливой схемой с горизонтальными между отдельными его элементами.

Шов скольжения – два слоя пергамина с прослойкой молотого графита, щипаной слюды или инертной пыли.

Шов скольжения, отделяющий надземную часть здания от подземной, располагают в горизонтальной плоскости над фундаментной подушкой, а в зданиях с подвалом – под перекрытием подвала или технического подполья. Над швом предусматривают защитный пояс.

Для защиты от перекосов и снижения влияния горизонтальных деформаций основания устраивают связи-распорки. Их можно располагать в одном или двух уровнях фундамента, параллельно друг другу (рис. 13.2 а).

Рис. 13.2 Конструктивные элементы зданий возводимых на подрабатываемых территориях: а – схема устройства шва скольжения и связей-распорок; б – схема устройства сплошной фундаментной плиты со швом скольжения; в – крепление подкрановой балки к колонне; 1 – бетонная или железобетонная подушка; 2 – шов скольжения; 3 – связь-распорка; 4 – фундаментная плита; 5 – фундамент под оборудование; 6 – деформационный шов; 7 – анкер; 8 – величина возможного подъема подкрановой балки; 9 – то же горизонтального смещения.

При устройстве фундаментов в виде сплошной плиты, ее рекомендуется делать со швом скольжения. В местах примыкания плиты к фундаментам под технологическое оборудование оставляют зазоры, ширину которых определяют расчетом. Как правило, величина зазора не превышает 50 мм (рис. 13.2 б).

В зданиях с мостовыми кранами при отсутствии поперечных связей-распорок между фундаментами предусматривают возможную регулировку положения подкрановых путей (балок и рельсов) в горизонтальной плоскости, а при ожидаемом наклоне подкранового пути (более 6 мм/м – в продольном направлении и 4 мм/м – в поперечном направлении) и, кроме того, еще и по вертикали (рис. 13.2 в). Во всех случаях предпочтение следует отдавать подвесному и напольному подъемно-транспортному оборудованию.

При использовании мостовых кранов подкрановые балки следует выполнять разрезными, металлическими и реже разрезными железобетонными.

Несущие конструкции покрытия опирают шарнирно на колонны посредством катковых и скользящих опор, показанных на рисунке 13.3.

Рис. 13.3 Шарнирно-подвижные сопряжения несущих конструкций покрытия с колоннами: а – катковое; б – скользящее; 1 – колонна; 2 – направляющая пластинка; 3 – ферма; 4 – каток; 5 – ограничитель; 6 – опорный столик; 7 – шов скольжения.

Стены каркасных зданий рекомендуется монтировать из навесных облегченных панелей с податливым креплением к колоннам. Допускается также самонесущие кирпичные и блочные стены с усилением их по периметру железобетонными поясами, а в местах пересечения – и горизонтальными арматурными сетками.

Самонесущие стены крепят к колоннам деталями, не препятствующими относительным смещениям в плоскости стен.

15.Особые требования и конструктивные решения для зданий и сооружений, возводимых над горными выработками.

1.1. Настоящие нормы должны соблюдаться при проектировании подземных горных выработок для новых, реконструируемых и расширяемых действующих предприятий по добыче полезных ископаемых.

Нормы распространяются на проектирование подземных горных выработок, располагаемых в зоне и вне зоны влияния очистных работ.

Примечания:

1. Настоящие нормы не распространяются на проектирование подземных горных выработок, сооружаемых на глубине более 1500 м или специальными способами проходки, а также очистных выработок и располагаемых в пределах выемочных участков, выработок выщелачивания и предприятий подземной газификации.
2. Подземные горные выработки в последующем тексте именуются «выработки».

1.2. Выработки следует проектировать на основе:

данных, определяющих назначение, срок службы, условия возведения и эксплуатации выработок;

результатов инженерных изысканий, включающих данные инженерно-геологического изучения мест размещения выработок;

требований нормативных документов, утвержденных или согласованных Госстроем СССР, государственных стандартов, законодательных актов по экономии земель, охране и рациональному использованию недр и природных ресурсов, а также правил безопасности, утвержденных Госгортехнадзором СССР, и требований органов государственного санитарного надзора СССР.

1.3. Проектирование выработок предприятий по добыче полезных ископаемых должно производиться исходя из условий снижения трудоемкости, материалоемкости и сметной стоимости строительства и применения широкой механизации горнопроходческих работ, а также в соответствии с требованиями «Инструкции по разработке проектов и смет для промышленного строительства» с учетом особенностей шахтного и горнорудного строительства:

а) разработка нескольких вариантов размещения, компоновки и взаимной увязки выработок с учетом их назначения, условий сооружения и эксплуатации, включая вопросы вентиляции, водоотлива и транспорта, технологии и организации строительства, предусматривая в каждом варианте максимально возможную прямолинейность выработок и минимальное количество типоразмеров сечений выработок, а также трудоемких в проведении сопряжений, заездов и приемных площадок;
б) проведение расчетов для каждого из вариантов по определению устойчивости пород выработок, формы и размеров их поперечного сечения, расстояния между выработками, величин смещения пород и нагрузок на крепь, конструкций и параметров крепи с учетом мер охраны и защиты выработок, способов их сооружения и с использованием действующих типовых проектов выработок, отвечающих требованиям настоящих норм;
в) технико-экономическое сравнение показателей вариантов и принятие на их основе оптимального решения по минимальным суммарным затратам при строительстве и эксплуатации выработок с учетом наиболее целесообразного использования недр.

Объемно-планировочные и конструктивные решения выработок должны учитывать опыт их сооружения в аналогичных горно-геологических и гидрогеологических условиях, применение передовой технологии и организации горнопроходческих работ и обеспечивать эксплуатацию выработок в течение установленного проектом срока их службы.

Проектирование выработок, пригодных к дальнейшему использованию после извлечения из недр полезного ископаемого, следует производить в соответствии с настоящими нормами с учетом требований «Инструкции по проектированию народнохозяйственных объектов, размещаемых в отработанных горных выработках».

1.4. Проектирование выработок при условиях наличия опасности горных ударов, самовозгорания угля, выбросов, угля, породы и газа, динамических воздействий, сейсмичности района свыше 7 баллов, повышенной температуры горных пород, в зоне вечной мерзлоты и др. должно производиться с учетом дополнительных требований, предусмотренных для таких случаев общесоюзными и ведомственными документами или на основе результатов исследований, выполненных специализированными организациями.

1.5. При проектировании временных (на период строительства) выработок необходимо соблюдать требования, предъявляемые к постоянным выработкам того же назначения, согласно настоящим нормам. При этом предусматривать максимальное использование временных выработок при дальнейшей эксплуатации предприятия по добыче полезных ископаемых.

1.6. В составе проектов особо ответственных выработок, нарушение которых ведет к остановке всего предприятия, для контроля их состояния следует предусматривать установку контрольных приборов и замерных станций.

1.7. Проекты вентиляции и кондиционирования воздуха, водоотлива, электроснабжения и подземного транспорта на предприятиях по добыче полезных ископаемых должны разрабатываться в соответствии с нормами технологического проектирования и другими отраслевыми нормативными документами, утвержденными в установленном порядке.

Шов скольжения – два слоя пергамина с прослойкой молотого графита, щипаной слюды или инертной пыли.

Самонесущие стены крепят к колоннам деталями, не препятствующими относительным смещениям в плоскости стен.

40) Здания, возводимые на просадочных грунтах. Просадочный грунт – грунт, который при замачивании дает дополнительную деформацию, называемую просадкой. В отличие от обычных, просадочные грунты, при замачивании дают просадку. К просадочным грунтам относятся лёссы, лёссовидные суглинки, супеси, покровные суглинки и некоторые другие. Причинами повышения влажности просадочных грунтов могут быть: замачивание их сверху из внешних источников или снизу при подъеме уровня грунтовых вод, а также постепенное накопление влаги в грунте вследствие инфильтрации поверхностных вод и экранирования поверхности. При определении просадок грунтов и их неравномерности учитывают:инженерно- геологический состав площадки строительства;физико- механические характеристики грунтов основания и их неоднородность;размеры, глубину заложения и взаимное расположение фундаментов; нагрузки на фундаменты и прилегающие площадки; конструктивные особенности сооружения (наличие подвалов, тоннелей и т.п.);характер планировки территории (наличие выемок, срезок или насыпей); возможные виды, размеры и места расположения источников замачивания грунтов.\ Грунтовые условия площадок, сложенных просадочными грунтами, в зависимости от возможной просадки грунтов под воздействием собственной массы подразделяют на два типа: I-й тип просадочности – грунтовые условия, в которых возможна в основном просадка грунтов от внешней нагрузки, а просадка грунтов от собственной массы отсутствует или не превышает 5 см.II-й тип просадочности – грунтовые условия, в которых помимо просадки грунтов от внешней нагрузки возможна их просадка от собственной массы и ее размер превышает 5 см.

Более подробно строительные мероприятия рассматриваются в курсе « Основания и фундаменты».

Основными конструктивными мероприятиями являются следующие:

- применение конструктивной схемы, малочувствительной к неравномерным осадкам;

- разрезка здания на блоки осадочными швами;

- усиление отдельных конструкций дополнительным армированием;

- устройство армированных поясов по капитальным стенам, непрерывных в пределах каждого осадочного блока;

- увеличение площадей опирания в местах сопряжения конструктивных элементов;

- приспособление конструкций к быстрому восстановлению их просадки.

Малочувствительные к неравномерным осадкам конструкции подразделяются на два вида – жесткие и податливые.

11.1 При проектировании свайных фундаментов на подрабатываемых территориях кроме требований настоящих норм должны соблюдаться также требования СНиП 2.01.09; при этом наряду с данными инженерных изысканий для проектирования свайных фундаментов должны также использоваться данные горно-геологических изысканий и сведения об ожидаемых деформациях земной поверхности.

11.2 В задании на проектирование свайных фундаментов на подрабатываемых территориях должны содержаться полученные по результатам маркшейдерского расчета данные об ожидаемых максимальных деформациях земной поверхности на участке строительства, в том числе оседание, наклон, относительные горизонтальные деформации растяжения или сжатия, радиус кривизны земной поверхности, высота уступа.

11.3 Расчет свайных фундаментов зданий и сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях, должен производиться по предельным состояниям на особое сочетание нагрузок, назначаемых с учетом воздействий со стороны деформируемого при подработке основания.

11.4 В зависимости от характера сопряжения голов свай с ростверком и взаимодействия фундаментов с грунтом основания в процессе развития в нем горизонтальных деформаций от подработки территории различают следующие схемы свайных фундаментов:

а) жесткие - при жесткой заделке голов свай в ростверк путем заанкеривания в нем выпусков арматуры свай или непосредственной заделки в нем головы сваи в соответствии с требованиями, изложенными в 8.9;

б) податливые - при условно-шарнирном сопряжении сваи с ростверком, выполненном путем заделки ее головы в ростверк на 5-10 см или сопряжения через шов скольжения.

11.5 Расчет свайных фундаментов и их оснований на подрабатываемых территориях должен производиться с учетом:

а) изменений физико-механических свойств грунтов, вызванных подработкой территории, в соответствии с требованиями 11.6;

б) перераспределения вертикальных нагрузок на отдельные сваи, вызванного наклоном, искривлением и уступообразованием земной поверхности, в соответствии с требованиями 11.7;

в) дополнительных нагрузок в горизонтальной плоскости, вызванных относительными горизонтальными деформациями грунтов основания, в соответствии с требованиями 11.8.

11.6 Несущую способность грунта основания свай всех видов , кН, работающих на сжимающую нагрузку, при подработке территории следует определять по формуле

, (11.1)

где - коэффициент условий работы, учитывающий изменение физико-механических свойств грунтов и перераспределение вертикальных нагрузок при подработке территории: для свай-стоек в фундаментах любых зданий и сооружений ; для висячих свай в фундаментах податливых зданий и сооружений (например, одноэтажных каркасных с шарнирными опорами) ; для висячих свай в фундаментах жестких зданий и сооружений (например, бескаркасных многоэтажных зданий с жесткими узлами, силосных корпусов) ;

Примечание - В случае крутопадающих пластов в формуле (11.1) следует также учитывать зависящий от значения относительной горизонтальной деформации , мм/м, дополнительный коэффициент .

11.7 Дополнительные вертикальные нагрузки на сваи или сваи-оболочки зданий и сооружений с жесткой конструктивной схемой следует определять в зависимости от расчетных значений вертикальных перемещений свай, вызванных наклоном, искривлением, уступообразованием земной поверхности, а также горизонтальными деформациями грунтов основания при условиях:

а) свайные фундаменты из висячих свай и их основания заменяют в соответствии с 7.4.2 условным фундаментом на естественном основании;

б) основание условного фундамента принимают линейно-деформируемым с постоянными по длине здания (сооружения) или выделенного в нем отсека модулем деформации и коэффициентом постели грунта.

Определение дополнительных вертикальных нагрузок производят относительно продольной и поперечной осей здания.

11.8 В расчетах свайных фундаментов, возводимых на подрабатываемых территориях, следует учитывать дополнительные усилия, возникающие в сваях вследствие их работы на изгиб под влиянием горизонтальных перемещений грунта основания при подработке территории по отношению к проектному положению свай.

11.9 Расчетное горизонтальное перемещение грунта , мм, при подработке территории следует определять по формуле

- расстояние от оси рассматриваемой сваи до центральной оси здания (сооружения) с ростверком, устраиваемым на всю длину здания (отсека), или до блока жесткости каркасного здания (отсека) с ростверком, устраиваемым под отдельные колонны, м.

11.10 Свайные фундаменты зданий и сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях, следует проектировать исходя из условий необходимости передачи на ростверк минимальных усилий от свай, возникающих в результате деформации земной поверхности.

а) разрезку здания или сооружения на отсеки для уменьшения влияния горизонтальных перемещений грунта основания;

б) преимущественно висячие сваи для зданий и сооружений с жесткой конструктивной схемой для снижения дополнительно возникающих усилий в вертикальной плоскости от искривления основания;

в) сваи возможно меньшей жесткости, например призматические, квадратного или прямоугольного поперечного сечения, при этом сваи прямоугольного сечения следует располагать меньшей стороной в продольном направлении отсека здания;

При разрезке здания или сооружения на отсеки между ними в ростверке следует предусматривать зазоры (деформационные швы), размеры которых определяют как для нижних конструкций зданий и сооружений в соответствии с требованиями СНиП 2.01.09.

11.11 Свайные фундаменты следует применять, как правило, на подрабатываемых территориях I-IV групп, в том числе:

б) со сваями-стойками - на территориях III и IV групп для зданий и сооружений, проектируемых с податливой конструктивной схемой здания при искривлении основания, а для IV группы - также и для зданий и сооружений, проектируемых с жесткой конструктивной схемой.

2 Сваи-оболочки, набивные и буровые сваи диаметром более 600 мм и другие виды жестких свай допускается применять, как правило, только в свайных фундаментах с податливой схемой при сопряжении их с ростверком через шов скольжения (11.4).

3 Заглубление в грунт свай на подрабатываемых территориях должно быть не менее 4 м, за исключением случаев опирания свай на скальные грунты.

11.12 На подрабатываемых территориях Iк-IVк групп с возможным образованием уступов, а также на площадках с геологическими нарушениями применение свайных фундаментов допускается только при наличии специального обоснования.

11.13 Конструкция сопряжения свай с ростверком должна назначаться в зависимости от значения ожидаемого горизонтального перемещения грунта основания, при этом предельные значения горизонтального перемещения для свай не должны превышать при сопряжении с ростверком (11.4), см:

Примечание - Для снижения значений усилий, возникающих в сваях и ростверке от воздействия горизонтальных перемещений грунта основания, а также для обеспечения пространственной устойчивости свайных фундаментов здания (сооружения) в целом сваи свайного поля в зоне действия небольших перемещений грунта (до 2 см) следует предусматривать с жестким сопряжением, а остальные - с податливым (шарнирным или сопряжением через шов скольжения).

11.14 Свайные ростверки должны рассчитываться на внецентренное растяжение и сжатие, а также на кручение при воздействии на них горизонтальных опорных реакций от свай (поперечной силы и изгибающего момента), вызванных боковым давлением деформируемого при подработке грунта основания.

11.15 При применении свайных фундаментов с высоким ростверком в бетонных полах или других жестких конструкциях, устраиваемых на поверхности грунта, следует предусматривать зазор по всему периметру свай шириной не менее 8 см на всю толщину жесткой конструкции. Зазор следует заполнять пластичными или упругими материалами, не образующими жесткой опоры для свай при воздействии горизонтальных перемещений грунта основания.

12 ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ

12.1 При проектировании свайных фундаментов в сейсмических районах кроме требований настоящих норм следует соблюдать также требования СНиП II-7; при этом в дополнение к материалам инженерных изысканий для проектирования свайных фундаментов должны быть использованы данные сейсмического микрорайонирования площадки строительства.

12.2 Свайные фундаменты зданий и сооружений при расчете по предельным состояниям первой группы с учетом сейсмических воздействий должны рассчитываться на особое сочетание нагрузок. При этом необходимо предусматривать:

9.23 В конструкциях зданий и сооружений, испытывающих температурные и влажностные воздействия, следует предусматривать их разрезку температурно-усадочными швами, расстояния между которыми назначают в зависимости от температурных условий и конструктивных особенностей сооружения.

При неравномерной осадке фундаментов следует предусматривать разделение конструкций осадочными швами.

9.24 Расстояние между температурно-усадочными швами в бетонных и железобетонных конструкциях из обычного и жаростойкого бетонов следует устанавливать расчетом.

Расчет допускается не выполнять, если принятое расстояние между температурно-усадочными швами не превышает значений, указанных в таблице 9.2, в которой наибольшие расстояния между температурно-усадочными швами даны для бетонных и железобетонных конструкций с ненапрягаемой и с предварительно напряженной арматурой, при расчетной зимней температуре наружного воздуха минус 40ºС, относительной влажности воздуха 60% и выше и высоте колонн 3 м.

1. Для железобетонных конструкций (поз. 2), расчетная температура внутри которых не превышает 50ºС, расстояния между температурно-усадочными швами при расчетной зимней температуре наружного воздуха минус 30, 20, 10 и 1ºС увеличивают соответственно на 10, 20, 40 и 60% и при влажности наружного воздуха в наиболее жаркий месяц года ниже 40, 20 и 10% уменьшают соответственно на 20, 40 и 60 %.

Для железобетонных каркасных зданий (поз. 2, а, б, г) расстояния между температурно-усадочными швами увеличивают при высоте колонн 5 м – на 20 %, 7 м – на 60% и 9 м – на 100%. Высоту колонн определяют: для одноэтажных зданий – от верха фундамента до низа подкрановых балок, а при их отсутствии – до низа ферм или балок покрытия; для многоэтажных зданий – от верха фундамента до низа балок первого этажа.

3. Для железобетонных каркасных зданий (поз. 2, а, б, г) расстояния между температурно-усадочными швами определены при отсутствии связей либо при расположении связей в середине температурного блока. Расстояния между температурно-усадочными швами в сооружениях и тепловых агрегатах с расчетной температурой внутри объемов 70, 120, 300, 500 и 1000ºС уменьшают соответственно на 20, 40, 60, 70 и 90%.

9.25 Ширина температурно-усадочного шва b в зависимости от расстояния между швами l должна определяться по формуле

Относительное удлинение оси элемента ε_t следует вычислять в зависимости от вида конструкции и характера нагрева по указаниям 6.22-6.25.

Ширину температурно-усадочного шва, вычисленную по формуле (9.4), следует увеличить на 30%, если шов заполняется асбесто-вермикулитовым раствором, каолиновой ватой или шнуровым асбестом, смоченным в глиняном растворе (рисунок 9.4, а).

Температурно-усадочные швы в бетонных и железобетонных конструкциях следует принимать шириной не менее 20 мм.

Когда давление в рабочем пространстве теплового агрегата не равно атмосферному, температурно-усадочный шов должен иметь уширение для установки бетонного бруса. Брус должен устанавливаться насухо без раствора. Между брусом и менее нагретой поверхностью шов необходимо заполнить легко деформируемым теплоизоляционным материалом (рисунок 9.4, б).

В печах, где требуется герметичность рабочего пространства, с наружной поверхности в температурно-усадочном шве должен предусматриваться компенсатор (рисунок 9.4, в).


496 × 214 пикс. Открыть в новом окне

а - шов, заполненный шнуровым асбестом; б - то же, с бетонным бруском; в - то же, с металлическим компенсатором; 1 - шнуровой асбест, смоченный в глиняном растворе; 2 - бетонный брусок; 3 - компенсатор; 4 - стальной стержень диаметром 6 мм.

9.26 Для организованного развития усадочных трещин в бетоне со стороны рабочего пространства теплового агрегата должны предусматриваться усадочные швы. Швы шириной 2-3 мм и глубиной, равной 1/10 высоты сечения, но не менее 20 мм, следует располагать через 60-90 см в двух взаимно перпендикулярных направлениях (рисунок 9.5, б).

устройством компенсационных швов в более нагретой сжатой зоне бетона (рисунок 9.5, а). Компенсационные швы шириной 2-5 мм следует располагать через 60-90 см на глубину не более 0,5 высоты сечения элемента в направлении, перпендикулярном к действию сжимающих усилий от воздействия температуры;

повышением температуры растянутой арматуры, расположенной у менее нагретой грани бетона, посредством увеличения толщины защитного слоя бетона или устройством наружной теплоизоляции.


378 × 235 пикс. Открыть в новом окне

а- компенсационные; б - усадочные; 1 - компенсационный шов шириной 2-÷5 мм; 2 - усадочный шов глубиной 0,1h_f и шириной 2-3 мм

Отдельные конструктивные требования

9.28 В железобетонных конструкциях из жаростойкого бетона для восприятия растягивающих усилий, как правило, следует устанавливать арматуру у менее нагретой грани сечения элемента.

Если в конструкциях от нагрузки растягивающие усилия возникают со стороны более нагретой грани сечения элемента, то арматура может воспринимать растягивающие усилия при температуре, не превышающей предельно допустимую температуру применения арматуры, устанавливаемой по расчету (см. таблицу 5.11).

Для снижения температуры арматуры допускается увеличивать толщину защитного слоя бетона у более нагретой грани сечения элемента до шести диаметров продольной арматуры или предусматривать теплоизоляцию из легкого жаростойкого бетона.

На границе бетонов разных видов следует устанавливать конструктивную арматуру из жаростойкой стали диаметром не более 4 мм, которая должна быть приварена к хомутам (рисунок 9.6).

Температура нагрева конструктивной арматуры не должна превышать предельно допустимую температуру применения конструктивной арматуры, указанную в таблице 5.10.


634 × 173 пикс. Открыть в новом окне

1 - тяжелый жаростойкий бетон; 2 - теплоизоляционный слой из легкого жаростойкого бетона; 3 - сетка из жаростойкой стали диаметром 4 мм; 4 - продольная рабочая арматура

Рисунок 9.6 - Конструкция изгибаемого железобетонного элемента, нагреваемого до температуры более 400°С со стороны растянутой зоны

9.29 Несущие и ненесущие конструкции тепловых агрегатов следует выполнять из сборных однослойных или многослойных элементов. Сборные ограждающие конструкции, как правило, выполняются из блоков, плит и панелей.

В двухслойных панелях, проектируемых из разных видов жаростойкого бетона, теплоизоляционный легкий жаростойкий бетон может предусматриваться как со стороны рабочего пространства, так и с наружной стороны теплового агрегата.

Для улучшения совместной работы отдельных слоев бетона необходимо предусматривать установку конструктивной арматуры или анкеров. Конструктивная арматура должна заходить в каждый слой бетона на глубину не менее 50 мм. Если в зоне сопряжения отдельных слоев бетона температура превышает предельно допустимую температуру применения конструктивной арматуры, указанную в таблице 5.10, то для усиления связи между слоями допускается устраивать выступы или бетонные шпонки.

В ребристых панелях плиту и ребра следует выполнять из тяжелого или легкого конструкционного жаростойкого бетона (см. рисунок 9.5, б). В местах сопряжения ребер с плитой необходимо устраивать вуты. Между ребрами с менее нагретой стороны следует располагать тепловую изоляцию из легкого жаростойкого бетона или из теплоизоляционных материалов. В ребрах панели следует предусматривать арматурные каркасы, которые должны быть заведены в бетон плиты не менее чем на 50 мм. При необходимости снижения темпе-ратуры рабочей арматуры, устанавливаемой в ребрах, ребра могут выступать за наружную поверхность тепловой изоляции. Плиту панели следует армировать конструктивной сварной сеткой из арматуры диаметром не более 4 мм с расстояниями между стержнями не менее 100 мм.

Температура нагрева сварной сетки не должна превышать предельно допустимую температуру применения конструктивной арматуры, указанную в таблице 5.10. Если температура нагрева плиты панели превышает предельно допустимую температуру применения конструктивной арматуры, допускается плиту не армировать.

Для ненесущих облегченных ограждающих конструкций тепловых агрегатов следует предусматривать легкие жаростойкие бетоны и эффективные теплоизоляционные материалы.

9.30 В двухслойных панелях на металлическом листе легкий жаростойкий бетон следует крепить анкерами, приваренными к листу (рисунок 9.7, а). Анкеры должны приниматься диаметром 6÷10 мм или полосы 3х20 мм. Длина анкера должна быть не менее половины толщины футеровки, а расстояние между ними – не более 250 мм. Металлический лист толщиной не менее 3 мм должен иметь отогнутые края или приваренные «на перо» по контуру уголки.

В панелях с окаймляющим каркасом прямоугольного или трапециевидного сечения ребра должны предусматриваться из тяжелого или легкого конструкционного жаростойкого бетона, а пространство между ребрами на всю толщину следует заполнять теплоизоляционным легким жаростойким бетоном. Ребра следует армировать плоскими каркасами, расположенными с менее нагретой стороны (рисунок 9.7, б).

В панелях с окаймляющим арматурным каркасом сварной каркас следует располагать по периметру панели у менее нагретой стороны (рисунок 9.7, в).

Крепление панелей к каркасу должно осуществляться на болтах или на сварке так, чтобы панели могли свободно перемещаться при нагреве.

В конструкциях тепловых агрегатов из монолитного железобетона со стороны рабочего пространства в углах сопряжения стен, а также стен с покрытием и перекрытием следует предусматривать вуты.

При температуре рабочего пространства теплового агрегата свыше 800ºС ограждающую конструкцию с целью увеличения ее термического сопротивления следует выполнять многослойной, с включением в ее состав слоев из эффективной теплоизоляции (рисунок 9.7, г).

Многослойная несущая или самонесущая конструкция со стороны рабочего пространства должна иметь футеровочную плиту из жаростойкого бетона, а с ненагреваемой стороны – несущее основание в виде железобетонной плиты или металлического листа с окаймляющими уголками, а между ними - слой теплоизоляции. Волокнистые огнеупорные материалы следует применять в температурных зонах сечения конструкции, где нельзя применять более дешевых и менее дефицитные материалы, например, плиты или маты из минеральной ваты.


474 × 558 пикс. Открыть в новом окне

а - двухслойная панель на металлическом листе; б - панель с окаймляющим каркасом из тяжелого жаростойкого бетона; в - панель с окаймляющим арматурным каркасом; г - панель на

металлическом листе со стальными анкерами и эффективной теплоизоляцией; 1 – уголок жесткости панели; 2 - металлический лист; 3 - анкер; 4 - легкий жаростойкий бетон с D1100 и менее; 5 - легкий жаростойкий бетон с D1200 и более; 6 - окаймляющий каркас из тяжелого жаростойкого бетона; 7 - арматурный каркас; 8 - эффективная теплоизоляция; 9 - усадочный шов; 10 – шайба

Основной конструктивной мерой защиты зданий от неравномерных осадок и горизонтальных смещений основания является разрезка его на отсеки поперечными деформационными швами. При этом деформационные швы должны располагаться на границах планировочных секций. В зависимости от назначения и условий работы здания могут проектироваться по жесткой, податливой или комбинированной конструктивным схемам.

При проектировании по жесткой конструктивной схеме кроме разрезки на отсеки предусматривается исключение возможности взаимного перемещения отдельных элементов несущих конструкций при деформациях основания. Это выполняется следующими конструктивными решениями: усиление несущих конструкций и объединения их в пространственно жесткие блоки, устройство фундаментных и поэтажных железобетонных поясов, устройство фундаментных связей-распорок, устройство фундаментов в виде сплошных железобетонных плит, перекрестных балок, балок-стенок и т.п.

При проектировании зданий по податливой конструктивной схеме предусматривается приспособление конструкций к неравномерным деформациям основания. Для этого производится: разделение зданий на отсеки с устройством между ними деформационных швов, устройство швов скольжения в фундаментных конструкциях; шарнирных и шарнирно-подвижных сопряжений; снижение жесткости колонн и несущих стен и т.п.

Проектирование зданий по комбинированной конструктивной схеме содержит мероприятия по жесткой и податливой конструктивных схем.

При разделении зданий на отсеки необходимо учитывать их конфигурацию в плане, отдавая предпочтение простой форме. Высоту здания в пределах отсека рекомендуется принимать одинаковой. Длина отсека принимается по расчету в зависимости от деформаций земной поверхности и конструктивной схемы здания.

Деформационные швы должны разделять смежные отсеки здания по всей высоте, включая кровлю и фундаменты. Фундаменты под несущие стены в зоне деформационных швов устраиваются сплошными. С целью уменьшения ширины деформационного шва допускается применение прерывистых фундаментов типа «клавиш».

Заделка деформационного шва по наружным стенам не должна препятствовать свободным горизонтальным перемещениям и наклонам соседних отсеков здания.

При проектировании зданий следует предусмотреть меры, направленные на уменьшение дополнительных нагрузок на заглубленную в грунт часть здания. Дополнительные нагрузки следует уменьшать следующим образом: глубина заложения фундаментов должна быть минимальной; устройство швов скольжения; устройство грунтовых подушек на основаниях, сложенных практически несжимаемыми грунтами (скальные, крупноблочные и др.); рациональная планировка подвалов (их следует предусматривать под всей площадью отсека на одном уровне).

Кроме вышеупомянутых мероприятий требуется устройство в подземной части горизонтальных швов скольжения. Швы скольжения устраиваются в тех местах, в которых устраивают горизонтальную гидроизоляцию при строительстве в обычных условиях (ориентировочно на 200 мм выше поверхности земли). В каждом деформационном блоке шов скольжения устраивается строго горизонтально на одной отметке. В местах устройства швов скольжения стены здания по-возможности не должны иметь проемов. Рекомендуемые конструкции швов скольжения приведены в табл 5.5.

Материалы заполнения шва скольжения	Расход материала, кг/м 2	Коэффициент трения
Два слоя пергамина с прослойкой:
- молотого графита общей толщиной 30 мм	0,5	0,2
- щипаной слюды общей толщиной 30 мм	1,0	0,3
- инертной пыли общей толщиной 30 мм	1,0	0,4
Два слоя полиэтиленовой пленки с прослойкой графита общей толщиной 25 мм	0,4	0,15

Примечание: Бетонная поверхность под швом скольжения должна быть тщательно выровнена и зажелезнена. Отклонения по вертикали допускаются не более 5 мм на 1 м длины шва.

Конструкции фундаментов, расположенные над швом скольжения, должны быть связаны между собой железобетонными фундаментными поясами, фундаментными плитами или связями-распорками: в свайных фундаментах роль пояса должен выполнять ленточный ростверк, а для кустов свай - связи-распорки между плитами ростверка. Связи-распорки могут соединять фундаменты в продольном и поперечном направлениях.

Шахты лифтов должны проектироваться с учетом наклонов, вызываемых деформациями земной поверхности. В случаях, когда расчетные отклонения стен шахт от вертикальной плоскости превышают допустимые, установленные государственными стандартами, проектами следует предусматривать возможность регулирования положения лифтовой шахты.

В зданиях, проектируемых с учетом возможности их выравнивания, следует предусматривать ниши или проемы, необходимые для размещения выравнивающих устройств.

Читайте также: