Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83)

Общие положения  

2.156(2.34). Целью расчета оснований по деформациям является ограничение абсолютных или относительных перемещений фундаментов и надфундаментных конструкций такими пределами, при которых гарантируется нормальная эксплуатация сооружения и не снижается его долговечность (вследствие появления недопустимых осадок, подъемов, кренов, изменений проектных уровней и положений конструкций, расстройств их соединений и т.п.). При этом имеется в виду, что прочность и трещиностойкость фундаментов и надфундаментных конструкций проверены расчетом, учитывающим усилия, которые возникают при взаимодействии сооружения с основанием.
     
     Примечание. При проектировании сооружений, расположенных в непосредственной близости от существующих, необходимо учитывать дополнительные деформации оснований существующих сооружений от нагрузок проектируемых сооружений.
     
     

    2.157(2.35). Деформации основания подразделяются на:
     
     осадки - деформации, происходящие в результате уплотнения грунта под воздействием внешних нагрузок и в отдельных случаях собственного веса грунта, не сопровождающиеся коренным изменением его структуры;
     
     просадки - деформации, происходящие в результате уплотнения и, как правило, коренного изменения структуры грунта под воздействием как внешних нагрузок и собственного веса грунта, так и дополнительных факторов, таких, как, например, замачивание просадочного грунта, оттаивание ледовых прослоек в замерзшем грунте и т.п.;
     
     подъемы и осадки - деформации, связанные с изменением объема некоторых грунтов при изменении их влажности или воздействии химических веществ (набухание и усадка) и при замерзании воды и оттаивании льда в порах грунта (морозное пучение и оттаивание грунта);
     
     оседания - деформации земной поверхности, вызываемые разработкой полезных ископаемых, изменением гидрогеологических условий, понижением уровня подземных вод, карстово-суффозионными процессами и т.п.;
     
     горизонтальные перемещения - деформации, связанные с действием горизонтальных нагрузок на основание (фундаменты распорных систем, подпорные стены и т.д.) или со значительными вертикальными перемещениями поверхности при оседаниях, просадках грунтов от собственного веса и т.п.
     

    2.158(2.36). Деформации основания в зависимости от причин возникновения подразделяются на два вида:
     

    первый - деформации от внешней нагрузки на основание (осадки, просадки, горизонтальные перемещения);
     
     второй - деформации, не связанные с внешней нагрузкой на основание и проявляющиеся в виде вертикальных и горизонтальных перемещений поверхности основания (оседания, просадки грунтов от собственного веса, подъемы и т.п.).

2.159. Деформации основания первого вида при прочих равных условиях вызывают тем большие усилия в конструкциях сооружения, чем больше сжимаемость грунтов, при деформациях второго вида - усилия уменьшаются с увеличением сжимаемости грунтов.

Указанное в п.2.158(2.36) подразделение деформаций основания показывает не только специфику, но и сходство воздействии деформаций основания на конструкции сооружений, возводимых в различных грунтовых условиях, и поэтому может быть использовано для унификации проектирования.

2.160. Для конструкций сооружений наиболее опасны неравномерные деформации основания. Основными причинами их являются:

а) для деформаций основания первого вида:

неравномерность сжимаемости основания из-за неоднородности грунтов, выклинивания и непараллельности залегания отдельных слоев, наличия линз, прослоев и других включений, неравномерного уплотнения грунтов, в том числе искусственных подушек и т.п.;

особенность деформирования основания как сплошной среды, проявляющаяся в том, что осадки основания происходят не только в пределах, но и за пределами площади загружения (указанной особенностью основания, в особенности сложенного сильносжимаемыми грунтами, объясняются многие случаи повреждений существующих сооружений при возведении в непосредственной близости от них новых сооружений);

неравномерное увлажнение грунтов, в частности просадочных и набухающих;

различие нагрузок на отдельные фундаменты, их размеров в плане и глубины заложения;

неравномерное распределение нагрузок на полы производственных зданий, а также загрузка территории в непосредственной близости от сооружения;

нарушения правил производства строительных работ, приводящие к ухудшению свойств грунтов, ошибки, допущенные при инженерно-геологических изысканиях и проектировании оснований и фундаментов, а также нарушение предусмотренных проектом условий эксплуатации сооружения;

б) для деформаций основания второго вида:

повышение влажности просадочных грунтов в грунтовых условиях II типа; подземные горные выработки; изменение температурно-влажностного режима некоторых грунтов (например, набухающих), изменение гидрогеологических условий площадки; влияние динамических воздействий, например, от городского транспорта и т.д.

Таким образом, причинами неравномерных деформаций основания, которые необходимо учитывать при проектировании, могут быть не только инженерно-геологические и гидрогеологические факторы, но и конструктивно-технологические особенности проектируемых сооружений, способы производства работ по устройству оснований и фундаментов, особенности эксплуатации сооружений.

2.161(2.37). Расчет оснований по деформациям должен производиться из условия совместной работы сооружения и основания.
     
     Деформации основания допускается определять без учета совместной работы сооружения и основания в случаях, оговоренных в п.2.13(2.5).
     

    2.161(2.38). Совместная деформация основания и сооружения может характеризоваться:
     
     абсолютной осадкой основания отдельного фундамента;
     
     средней осадкой основания сооружения ;
     
     относительной неравномерностью осадок двух фундаментов ;
     
     креном фундамента (сооружения) ;
     
     относительным прогибом или выгибом ;
     
     кривизной изгибаемого участка сооружения ;
     
     относительным углом закручивания сооружения ;
     
     горизонтальным перемещением фундамента (сооружения) .
     
     Примечание. Аналогичные характеристики деформаций могут устанавливаться также для других деформаций, указанных в п.2.157(2.35).

2.163. Абсолютная осадка основания отдельного фундамента определяется как среднее вертикальное перемещение фундамента от нагрузки, передаваемой на основание, или других причин (например, обводнения и, как следствие, просадки грунтов основания). Значения используются для вычисления средней осадки основания сооружения, а также для оценки неравномерности деформаций оснований фундаментов и связанных с ними конструкций.

2.164. Средняя осадка основания сооружения - равномерная составляющая общей, как правило, неравномерной осадки. В ряде случаев значение ожидаемой средней осадки может определить необходимость применения мероприятий, направленных на уменьшение деформаций основания или уменьшение чувствительности сооружений к деформациям основания.

При подсчете средней осадки необходимы данные по абсолютным осадкам не менее чем трех характерных (по размерам и действующим на них нагрузкам) фундаментов. Чем больше площадь застройки и больше различие в размерах отдельных фундаментов, тем большее число фундаментов необходимо учитывать при подсчете средней осадки. В общем случае значение определяется по формуле

,                                                                           (29)

где - абсолютная осадка -го фундамента с площадью .

Если осадки всех фундаментов сооружения одинаковы, т.е. происходит равномерная осадка основания сооружения, то в его конструкциях не возникает дополнительных усилий и деформаций. В этом случае средняя осадка ограничивается только технологическими или архитектурно-эстетическими требованиями.

2.165. Относительная неравномерность осадок двух фундаментов представляет собой разность абсолютных осадок двух фундаментов, отнесенную к расстоянию между ними. Эта характеристика используется при неплавных (скачкообразных) эпюрах осадок (рис.6). Для гибких сооружений величина характеризует перекосные деформации, а для относительно жестких - преимущественно сдвиговые деформации конструкций.