Строительные технологии

Технология возведения подземной части зданий и сооружений

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Основания и фундаменты — важнейшие элементы зданий и сооружений, которые являются сложными техническими системами. Разрушение или значительные деформации оснований и фундаментов чаще всего приводят к выходу из строя (отказу) всего здания.

Отказ, под которым понимается нарушение работоспособности оснований и фундаментов, является результатом взаимодействия большого числа случайных  факторов,  действие  которых развито во времени. Точный и полный учет этих факторов во всем многообразии их связей чрезвычайно сложен. Однако анализ основных причин появления дефектов и повреждений оснований и фундаментов позволит выработать практические рекомендации по повышению надежности их работы.

На надежность работы зданий и сооружений огромное влияние оказывают природно-климатические условия внешней среды. В первую очередь это относится к грунтовым основаниям, так как они несут не только важнейшее функциональное назначение в работе здания, но и являются частью природной среды.

Надежность фундамента определяется его способностью воспринимать внешние воздействия и передавать их основанию таким образом, чтобы обеспечивалась нормальная эксплуатация здания или сооружения в течение всего времени функционирования.

В процессе возведения элементы системы основание — фундамент подвергаются совместному воздействию природно-климатических и технологических факторов, которые могут привести к потере работоспособности этой системы как до ввода здания в эксплуатацию, так и в процессе его эксплуатации.

Отказы условно разделяют на внезапные (катастрофические) и постепенные (некатастрофические).

Все технологические факторы можно разделить на две группы: связанные с работой основания и связанные с работой фундамента.

Изменение природных свойств в процессе производства работ может быть вызвано рядом причин, при этом даже достаточно надежные основания могут перейти в ненадежные. Основными факторами изменения природных свойств грунтов являются следующие.

Наиболее часто ухудшается несущий слой основания при неоправданных простоях разрытых котлованов. При этом разрушение структуры грунта верхнего слоя основания может быть вызвано замачиванием и высушиванием, промораживанием и оттаиванием. Простои открытых котлованов наблюдаются при длительной незавершенности работ нулевого и несвоевременного выполнения обратных засыпок пазух подземной части зданий.

Разрушение верхнего слоя основания иногда происходит при неправильном осуществлении открытого водоотлива из котлована. При стоке поверхностных вод происходит размыв и разжижение грунта. Чтобы избежать возможных деформаций зданий, приходится разрушенный слой грунта удалять, выполняя затем подсыпку и   уплотнение   грунта   или   подбутку.

Нарушение свойств грунта может быть вызвано перемещением механизмов и транспорта, особенно по сильно увлажненному грунту.

В некоторых случаях к нарушению природных свойств грунтов приводят динамические воздействия (вибрация, сотрясения), вызываемые работой машин и механизмов. При динамических    воздействиях   возможно разжижение   и   уплотнение   грунтов.

Применение взрывных работ с использованием зарядов значительной силы также может привести к изменению свойств грунтов.

Откачка воды при водопонижении может привести к суффозионному выносу частиц грунта, что также сказывается на деформациях грунта.

Как видно, нарушения природных свойств грунтов в процессе производства работ нулевого цикла, наиболее многочисленны. Эти нарушения могут быть устранены при соблюдении правил производства работ.

Нарушение качества основания может быть вызвано за счет прямых отступлений от правил производства работ и отклонении фактических параметров основания от заложенного в проекте. К этой группе факторов, как наиболее распространенных, следует отнести следующие: перебор. грунта при разработке котлованов под фундаменты, нарушение сплошности и размеров (в плане и по глубине) закрепленных и уплотненных массивов оснований, некачественное закрепление и уплотнение оснований по прочности и плотности, некачественная засыпка пазух частей зданий, нарушение устойчивости оснований и фундаментов при несоблюдении последователь земляных работ, предусмотренной ППр; обнажение стволов свай при выполнении земляных работ, подъем свай в кусте при забивке соседних свай, обрушение откосов котлованов и другие нарушения.

К основным технологическим факторам, влияющим на надежность работы фундаментов, следует отнести различного рода отклонения и отступления от СНиПа и ГОСТа при изготовлении конструкций фундаментов, их транспортировке и возведении. В эту группу входит огромное число факторов, которые встречаются в самых разнообразных сочетаниях.

В практике достаточно часто встречаются: отклонение прочности характеристик материалов и конструкций, отклонение геометрических размеров сечений элементов конструкций и осей зданий и сооружений от проектных, замораживание грунта и бетона, недостаточно тщательная заделка стыков сборных конструкций, неправильное армирование конструктивных элементов, смещение конструкций при выполнении земляных работ или при работе машин /и механизмов, неполная прорезка слабых грунтов сваями или другими фундаментами, нарушения при устройстве уши-рений у буронабивных свай, потеря устойчивости свай при погружении, разрушение свай при их завивке в плотные грунты молотами повышенной массы, разрушение свай при несоответствии фактическому классу бетона свай проектному вследствие низкого качества бетона, или случайных несовершенств при изготовлении, образование трещин в сваях в результате неправильного складирования, транспортировки и подъема свай, смещение фундаментов вследствие односторонней пригрузки или засыпки, обрушение грунта в скважины при бетонировании набивных свай, неравномерная загрузка фундаментов при монтаже конструкций и при заполнении емкостей, отклонение свай при забивке в плане, досрочная распалубка фундаментов, перерывы в бетонировании конструкций и неправильное расположение швов в бетонных массивах, некачественное уплотнение бетона и другие нарушения.

Причины возникновения тех или иных факторов многочисленны и зависят от конкретных условий производства работ при возведении фундаментов, а большая часть ошибок носит субъективный характер и может быть устранена при тщательном соблюдении требований норм и контроле качества изготовления фундаментов. Некоторые из перечисленных факторов могут вызвать внезапный или катастрофический отказ, другие приводят к постепенному отказу элементов системы основание — фундамент.

 Надежность отдельных элементов системы основание — фундамент можно повысить совершенствованием технологических операций и контролем качества исходных материалов. Одним из основных направлений повышения надежности работы зданий и сооружений является совершенствование технологии производства работ при возведении подземных частей зданий и сооружений. Использование современных достижений науки и техники в технологии возведения фундаментов и подземных сооружений позволит также повысить их надежность и снизить стоимость возведения.