Геотехнические причины деформирования фундаментов жилого дома после реконструкции с надстройкой

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Геотехнические причины деформирования фундаментов жилого дома после реконструкции с надстройкой

Айгумов Магомедали Магомедович

ФГБОУ ВО «Саратовский государственный технический

университет имени Гагарина Ю.А», Россия, Саратов

к.т.н. доцент кафедры «Строительные материалы и технологии»

Мусаев Руслан Нариманович

ФГБОУ ВО «Саратовский государственный технический

университет имени Гагарина Ю.А», Россия, Саратов, студент

Аннотация

Рассматриваются проблемы геотехнические обоснования возможности надстройки существующих зданий с надстройкой дополнительных этажей в условиях городской застройки. Приведены результаты исследования фундаментов и грунтов основания в шурфах, определены физико-механические характеристики просадочных грунтов несущего слоя. На основе анализа результатов обследования установлены геотехнические причины деформирования конструкций жилого здания, появления сквозных трещин в несущих кирпичных стенах и создания аварийной ситуации в целом.

Ключевые слова: жилой дом, фундаменты, шурфы, грунты основания, надстройка этажа, кирпичные стены, сквозные трещины.

Annotation

The problems of geotechnical substantiation of the possibility of the superstructure of existing buildings with the addition of additional floors in urban areas are considered. The results of the study of the foundations and soils of the base in the pits, the physico-mechanical characteristics of the subsiding soils of the bearing layer are determined. Based on the analysis of the survey results, geotechnical reasons for the deformation of the structures of a residential building, the emergence of through cracks in the bearing brick walls and the creation of an emergency situation as a whole were established.

Keywords: residential building, foundations, pits, foundation soils, superstructure floors, brick walls, through cracks.

В настоящее время обследуемое здание - четырехэтажное, сложной формы в плане, с подвалом под частью здания. Наибольшие размеры здания в плане по наружным обмерам составляют 44,8х18,2 м. Высота здания до карниза - 13,9 м, высота этажа - 3,3 м, высота подвала - 2,4 м [1]. Здание возведено в 60-е годы 20 века как «реконструкция» исторического двухэтажного здания, постройки конца 19-го века путем надстройки двух дополнительных этажей и пристройки второго подъезда. Строительные работы по реконструкции и надстройке здания производились в основном хозяйственным способом.

На первом этаже здания в основном расположены торговые помещения, жилые квартиры расположены только в осях «1-4», «Б-Г» со стороны дворового фасада. Со второго по четвертый этажи полностью заняты жилыми квартирами. В подвале здания располагаются хозяйственные и технические помещения.

По конструктивной схеме здание имеет неполный внутренний каркас с несущими кирпичными стенами и кирпичными столбами. Толщина несущих кирпичных стен составляет 510-640 мм. Толщина кирпичных стен подвала исторической части здания - 920 мм. Стены «старой» исторической части здания в осях «4-9», «А-Д» выполнены из керамического кирпича на известковом растворе. Стены второго подъезда - из силикатного кирпича на цементном растворе. Цокольная часть наружных стен, частично стены подвала и несущие кирпичные столбы здания выложены из керамического кирпича на цементном растворе.

Фундаменты под несущие кирпичные стены здания - ленточные, на естественном основании, и выполнены из бутобетона и монолитного бетона. Ленточные фундаменты «старой» исторической части здания из керамического кирпича на известковом растворе. Фундаменты под кирпичные столбы - из монолитного бетона на естественном основании [2].

После завершения реконструкции жилое здание в течение 30-ти лет эксплуатировалось без существенных деформаций и появления повреждений в несущих строительных конструкциях. В начале 90-х годов 20 века в наружных кирпичных стенах дворового фасада начали проявляться первые трещины, которые в дальнейшем достигли аварийных значений (рис. 1).

Рис. 1. Сквозные трещины в наружных кирпичных стенах

фундамент трещина кирпичный стена

По результатам натурного обследования было установлено, что при строительстве в пределах пристроенной части здания использованы разные конструктивные схемы фундаментов, глубина заложения подошвы которых в пределах небольшой длины меняется от 3,27 до 1,52 м.

При проектировании фундаментов мелкого заложения без подвальной части здания в осях «1-2» не были учтены особенности грунтов основания верхней просадочной толщи грунтового основания [3, 4].

В геоморфологическом отношении площадка строительства приурочена к поверхности третьей надпойменной (хазарской) террасе р. Волги. Рельеф площадки спланированный, с общим уклоном на восток и юго-восток, где отметки поверхности изменяются от 65,50 до 65,30 м абсолютной высоты

В геологическом строении площадки до разведенной глубины 20 м, принимает участие суглинок четвертичного возраста, который с поверхности перекрыт насыпным грунтом современного возраста.

В соответствии с результатами обследования грунтов в шурфах, непосредственно под подошвой фундаментов жилого дома залегают рыхлые светло-коричневые и зеленовато-серые суглинки твердой консистенции с включениями гравия опоки и карбонатов.

Грунты несущего слоя (ИГЭ№2) по результатам лабораторных испытаний относятся к просадочным грунтам 1 типа: начальное просадочное давление грунта psl = 0,18 МПа; относительная просадочность еsl при давлениях 0,2; 0,25; 0,3 МПа соответственно составляет 0,011; 0,013; 0,02. Мощность указанного слоя изменяется незначительного от 3,1 м до 3,6 м.

Под несущим слоем (ИГЭ №2) распространены зеленовато-серые и серо-коричневые тугопластичные (ИГЭ №3) и мягкопластичные (ИГЭ №4) суглинки значительной мощности, которые, по сути, имеют одинаковое геологическое происхождение и условия формирования с верхним слоем, являясь одним и тем же грунтом разной природной влажности и консистенции.

Несущая способность грунтов основания жилого дома по осям «1» и «Г» (стены дворового фасада) при существующих фундаментах здания в настоящее время не обеспечивает восприятие передаваемых на грунтовое основание нагрузок от здания (R = 254-285 кПа).

При действующих величинах нормативных нагрузок (по оси «1» - N н = 303,8 кН/м; по оси «Г» - N н = 239,6 кН/м) средние давления по подошве фундаментов составляют: по оси «1» (торец): Р = 295 кПа > Rmin = 254 кПа; по оси «Г»: Р = 308 кПа > Rmin = 254 кПа, что 1,16 - 1,21 раза превышают наименьшие значения расчетных сопротивлений грунта несущего слоя.

Трещины в наружных кирпичных стенах жилого дома возникли в результате неравномерных сверхнормативных деформаций грунтов основания (по данным нивелировки относительные осадки торцовой стены по оси «1» составляют 120-150 мм). Осадки грунтового основания на момент обследования не завершились, и для их стабилизации требуется проведение работ по усилению грунтового основания.

Основными причинами деформирования фундаментов здания после реконструкции жилого дома с точки зрения инженерно-геологических условий площадки послужили:

частичная реализация просадочных свойств суглинков несущего слоя (ИГЭ №2) в результате неравномерного увлажнения грунтов основания по причине общего подъема уровня подземных вод на застроенной городской территории и аварийных утечек из водонесущих инженерных коммуникаций;

превышение средних давлений под подошвой существующих фундаментов над расчетным сопротивлением грунтов основания.

Библиографический список

1. Айгумов, М.М. Опыт усиления фундаментов аварийного жилого дома по улице Котовского в г. Саратове [Текст] / М. М. Айгумов, Ю. Г. Иващенко // Научное обозрение. - 2015. - № 11. - С. 69-73.

2. Айгумов, М.М. Обустройство подвального помещения и усиление фундаментов жилого дома при реконструкции [Текст] / М. М. Айгумов, Т. Э. Байрамкулов // Ресурсоэнергоэффективные технологии в строительном комплексе : сб. науч. тр. по материалам V междунар. науч.-практ. конф., г. Саратов, 11 мая 2017 г. / СГТУ. - Саратов, 2017. - С. 250-253.

3. Айгумов, М.М. Фундаменты пристроенной части жилого дома: особенности устройства и последствия [Текст] / М.М. Айгумов, Т.Э. Байрамкулов // Ресурсоэнергоэффективные технологии в строительном комплексе: Сборник научных трудов IV Международной научно-практической конференции. - Саратов: СГТУ, 2016. - С. 228-230.

4. Снарский, В.И. Технология реконструкции зданий [Текст] : учеб. пособие по спецкурсу / В. И. Снарский, М. М. Айгумов ; Сарат. гос. техн. ун-т ; Сарат. гос. техн. ун-т. - Саратов : СГТУ, 2006. - 80 с.

Размещено на Allbest.ru