Просадочный грунт проседает неравномерно – и в этом заключается главная опасность просадочных грунтов. Важно помнить, что дополнительные неравномерные деформации просадочного грунта связаны с тем, что при повышении влажности выше определенного уровня происходит потеря прочности грунта.
Ошибка проектирования на примере конкретного объекта
К сожалению, многие проектировщики допускают грубые ошибки при проектировании зданий на просадочных грунтах. Ниже рассмотрим пример такой ошибки, которая была выявлена в ходе экспертизы проектной документации.
Проектная организация разработала проект реконструкции здания поликлиники (с надстройкой этажей). Само здание, согласно результатам технического обследования, находится в аварийном состоянии, включая аварийное состояние основания и фундаментов. Основанием фундаментов служат просадочные грунты, неучет особенностей которых во многом и стал причиной аварийного состояния.
В рамках экспертизы было обнаружено, что особенности просадочных грунтов вновь игнорируются, в частности, проектировщики исходят из следующего ошибочного предположения «Свойства просадочного грунта, заложенные в расчетную модель, приняты для случая замачивания грунтов, то есть оценивается вариант худшего случая».
Ошибочность предположения заключается в том, что такой учет просадочных грунтов не формирует наиболее неблагоприятный расчетный сценарий. В соответствии с СП 21.13330.2012 при проектировании зданий и сооружений на просадочных грунтах следует учитывать воздействие на проектируемые конструкции равномерных и неравномерных вертикальных (просадок) и горизонтальных перемещений грунтов оснований.
Таким образом, нельзя выполнить расчет простым понижением прочностных и деформационных характеристик грунта для просадочного слоя. Необходимо учесть неравномерность просадок и их влияние на напряженно-деформирование состояние несущих конструкций здания.
Типовые ошибки при проектировании зданий на просадочных грунтах
Ниже рассмотрим другие распространенные ошибки при проектировании зданий и сооружения на просадочных грунтах.
Весьма часто, проектировщики забывают, что к проекту здания или сооружения, проектируемых на просадочных грунтах, следует прилагать специальный паспорт, состав и содержание которого описаны в п. 4.15 СП 21.13330.2012.
Был случай, когда неопытный проектировщик умудрился ответить, что этот пункт СП не является обязательным, в этой связи выполнять его не нужно. Это принципиальное заблуждение, и подробнее об этом вы можете прочитать в этой нашей статье.
При составлении технического задания на изыскания для строительства в районах распространения просадочных грунтов часто забывают про дополнительные требования, приведенные в СП 448.1325800.2019, в частности важно качественно выполнить прогноз изменений инженерно-геологических условий.
Еще одна очень распространённая ошибка – это применение свайных фундаментов, которые рассчитаны без учета дополнительных нагрузок от сил отрицательного трения, возникающих при просадке окружающих их грунтов. Такая ошибка способна разрушить здание, поэтому, если используете сваи, то необходимо прорезать всю просадочную толщу с опиранием их на подстилающие непросадочные грунты повышенной несущей способности.
Очевидно, что если вы проектируете реконструкцию объекта, который находится в аварийном техническом состоянии, то, прежде чем выполнять работы по усилению основания и фундамента, необходимо исключить риск полного или частичного обрушения здания, что часто требует частичного разбора. Даже такие очевидные вещи часто не учитываются.
Особенность расчета зданий на просадочных грунтах
Расчет зданий и сооружений на просадочных грунтах необходимо выполнять с учетом особенности взаимодействия элементов строительных конструкций между собой и с основанием, а также с учетом пространственной работы. Нельзя допускать ошибку, когда отдельно рассчитывают фундамент, а потом отдельно рассчитывают каркас. Дело в том, что в рамках расчетов необходимо определить усилия в конструкциях зданий и сооружений от воздействия просадок грунтов. В этой связи, без применения геотехнических программных комплексов выполнить корректный расчет практически невозможно.
В расчетах обязательно необходимо учитывать неблагоприятные сочетания воздействий, возникающих при аварийном замачивании сверху из линейных, ограниченных в плане источников замачивания или площадных, а также при подъеме уровня подземных вод.
Учет локального замачивания просадочных грунтов тесно связан с риском больших неравномерных деформаций. При выборе схем деформаций основания в результате локального замачивания просадочных грунтов необходимо рассматривать, как правило, два основных случая расположения источника замачивания: первый — под серединой здания или сооружения; второй — под торцом здания и сооружения.
Конструктивные решения и мероприятия
Если ваш объект расположен на просадочных грунтах, то помимо правильных расчетов, важно предусмотреть конструктивные решения и мероприятия, направленные на повышение пространственной прочности и жестки. При этом в некоторых случаях выгодно использовать податливую или комбинированную конструктивную схему.
При строительстве на просадочных грунтах почти всегда нужна надежная отмостка вокруг здания. Приведем важную рекомендацию из методического пособия [3]. Вокруг каждого здания должны устраиваться водонепроницаемые отмостки. Для организованного отвода воды с крыш и от зданий ширина отмостки зданий и сооружений должна быть не менее 1,5 м для зданий высотой до 20 и 2 м – высотой более 20 м. На площадках с I типом грунтовых условий, а также при полном устранении просадочных свойств грунтов или их прорезке на площадках с грунтовыми условиями II типа ширина отмосток принимается не менее 1м. Отмостки по периметру зданий должны быть с подготовкой из уплотненного глинистого грунта и устраиваться с уклоном в поперечном направлении не менее 0,03.
Учет рисков для окружающей застройки
Проектирование объектов на просадочных грунтах — это всегда сложно, однако становится значительно сложнее, если возле объекта нового строительства или реконструкции расположены существующие здания, сооружения и подземные коммуникации. В таких случаях необходимо:
- оценить предварительную зону влияния строительства с учетом особенностей просадочных грунтов;
- провести обследование зданий и сооружений, которые попали в предварительную зону влияния;
- выполнить геотехнический прогноз влияния нового строительства на существующее объекты с учетом особенностей просадочных грунтов;
- предусмотреть при необходимости защитные мероприятия для окружающей застройки (как правило, такая необходимость есть всегда).
На этом этапе важно не экономить на работах по обследованию окружающей застройки. Дело в том, что обследование позволяет зафиксировать состояние зданий до начала работ по строительству. Это позволяет снизить риски того, что застройщику придется исправлять дефекты и повреждения, в возникновении которых он не виноват.
Рекомендуемая литература
- СП 21.13330.2012 Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах
- СП 448.1325800.2019 Инженерные изыскания для строительства в районах распространения просадочных грунтов. Общие требования
- Методическое пособие по проектированию оснований и фундаментов на просадочных грунтах
- Инженерная защита зданий и сооружений при строительстве на просадочных грунтах большой мощности (на примере г. Буденновска Ставропольского края)
Проектирование требует ответственного серьезного подхода. Такой подход предполагает оценку рисков, в том числе геотехнических. Если не учесть риски на стадии проектирования — придется столкнуться с ними на стадии строительства и эксплуатации.
