Оценка влияния нового строительства на существующую застройку

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ НОВОГО СТРОИТЕЛЬСТВА НА СУЩЕСТВУЮЩУЮ ЗАСТРОЙКУ

Сухацкий Александр Сергеевич -- магистрант, кафедра железобетонных и каменных конструкций,

Донской государственный технический университет, г. Ростов-на-Дону

При производстве земляных и строительно-монтажных работ в рамках возведения зданий и сооружений в плотной городской застройке основной проблемой является оказание влияния нового строительства на здания, расположенные в непосредственной близости от него. В процессе разработки выемки грунта и последующего возведения здания, в грунтах возникают дополнительные напряжения или, наоборот, релаксации, вследствие чего существующие здания и сооружения получают дополнительные осадки. Критическим фактором являются неравномерные осадки, которые, в свою очередь, могут вызвать сверхнормативные деформации и разрушения конструктивных элементов здания. Данные дефекты приводят к нарушению эксплуатационной пригодности. А также и к неневыполнению такого главного условия, как обеспечение механической безопасности здания. Поэтому одной из самых главных задач является достоверный прогноз и определение зоны влияния.

Ключевые слова: геотехнический прогноз, геотехнический мониторинг, зона влияния.

Цель работы - определение дополнительной деформации оснований и фундаментов сооружений, попадающих в зону влияния нового строительства.

Для выполнения геотехнического прогноза для зданий и сооружений, попадающих в зону влияния нового строительства жилого комплекса программном комплексе Лира-САПР была создана пространственная модель. Плановые размеры модели были приняты в соответствии с предварительными границами зоны влияния. Глубина модели составляет 40 м от фактического уровня земли, за который принята средняя абсолютная отметка для данного участка 67.5 м.

Грунтовое основание было замоделировано при помощи физически нелинейных объемных конечных элементов КЭ274 и КЭ276. Деление модели грунта на инженерно-геологические элементы принято в соответствии с техническим отчетом об инженерно-геологических изысканиях. Для выполнения расчета по крайним вертикальным плоскостям, созданного массива, были наложены связи по оси Х, У, по низу массива по осям Х, У, Z. Жесткости заданных конечных элементов моделирующих грунтовое основание представлены в таблице №1 (тип жесткости 3, 5-8, 10). Общий вид созданной модели представлен на рис. 1.

Рис. 1. Общий вид созданной модели грунтового основания

Таблица 1

На следующем этапе моделирования были заданны фундаменты зданий и сооружений, попадающих в предварительную зону влияния. Моделирования выполнялось при помощи конечных элементов КЭ10 (сваи) и КЭ11 (ростверк, плита). Моделирование взаимодействия висячей сваи с грунтовым массивом выполнялось при помощи конечного элемента КЭ55, моделирующего упругую связь между узлами. Жесткости заданных конечных элементов моделирующих фундаменты представлены в таблице №1 (тип жесткости 1, 2, 11).

На третьем этапе моделирования было выполнено создание проектируемого шпунтового ограждения котлована. Шпунтовое ограждение было замоделировано при помощи конечного элемента КЭ10. В соответствии с требованиями п. 9.16 СП 22.13330.2016 было выполнено моделирование границы взаимодействия шпунтового ограждения и грунтового массива в пределах проектируемого котлована при помощи конечных элементов КЭ74, КЭ276. Заданные жесткости шпунтового ограждения (тип жесткости 9) и границы взаимодействия грунтового массива со шпунтом (тип жесткости 10) представлены в таблице № 1. Общий вид созданной модели шпунтового ограждения представлен на рис. 4.

На четвертом этапе моделирования было выполнено создание фундаментов проектируемого жилого комплекса. Моделирования свайного фундамента проектируемого жилого комплекса выполнялось при помощи конечных элементов КЭ10 (сваи) и КЭ11 (ростверк, плита). Моделирование взаимодействия висячей сваи с грунтовым массивом выполнялось при помощи конечного элемента КЭ55, моделирующего упругую связь между узлами. Жесткости заданных конечных элементов моделирующих фундаменты здания проектируемого жилого комплекса представлены в таблице №1.

Расчет созданной модели был выполнен при помощи системы «Монтаж плюс» в 6 шесть стадии. На стадиях 1-3 для создания преднапряженного состояния грунтового массива были заданы нагрузки от собственного веса грунтов и существующих зданий с учетом глубины заложения их фундаментов.

На четвертой стадии в существующую модель местности были добавлены элементы ограждения котлована, при этом перемещения грунтового массива, полученное на стадиях 1 -3 было обнулено в связи с тем, что данные деформации завершились во времени. На пятой стадии расчета был выполнен демонтаж части грунтового массива расположенного в пределах ограждающих конструкций котлована. На шестой стадии был выполнен монтаж фундаментов проектируемого жилого комплекса и переданы все проектные нагрузки. Полученные результаты расчета представлены в приложении Д.

грунт здание фундамент котлован

Рис. 2. Общий вид модели фундаментов проектируемого жилого комплекса

Выводы по результатам расчета

Из анализа результатов выполненного расчета (см. приложение Д) можно сделать следующие выводы:

1. Максимальная дополнительная осадка основания фундаментов административного здания составляет -6.5 мм, что не превышает предельно-допустимого значения 8а<1и = 30.0 мм в соответствии с п.3 приложения К СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений».

1. Максимальная дополнительная осадка основания фундаментов здания жилого дома составляет -4 мм, что не превышает предельно-допустимое значения БасЗ.и = 20 см в соответствии с п.4 приложения К СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений».

2. Максимальная дополнительная осадка основания фундаментов здания 20-ти этажного жилого дома составляет -27.7 мм, что не превышает предельно-допустимое значения БасЗ.и = 30 мм в соответствии с п.1 приложения К СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений».

Максимальная дополнительная осадка основания фундаментов подземной автостоянки составляет -23.2 мм, что не превышает предельно-допустимое значения БасЗ.и = 3.0 см в соответствии с п.1 приложения К СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений».

Список литературы

1. Бахвалов Н.С., Панасенко Г.П. Осреднение процессов в периодических средах. М.: Наука, 1984. 352 с.

2. Власов А.Н. Саваторова В.Л., Талонов А.В. Описание физических процессов в структурно неоднородных средах. М.: Изд- во РУДН, 2009. 258с.

3. Власов А.Н., Волков-Богородский Д.Б., МнушкинМ.Г., Тропкин С.Н. Некоторые особенности геотехнического моделирования с помощью SIMПLIA ABAQUS. // Труды международной научно-практической конференции “Инженерные системы - 2010”. Москва. 6-9 апреля, 2010. М.: Изд-во РУДН, 2010. С. 78-88.

4. Волков-Богородский Д.Б. Применение аналитических расчетов на основе метода блоков в связных задачах механики сплошных сред // Труды Всероссийской научно-практической конференции “Инженерные системы - 2008”, Москва, 7-11 апреля 2008. М.: Изд-во РУДН, 2008. С. 123-138.

5. Друккер Д., Прагер В. Механика грунтов и пластический анализ или предельное проектирование // Определяющие законы механики грунтов. М.: Мир, 1975. С. 166-177.

6. Власов А.Н., Мерзляков В.П. Усреднение деформационных и прочностных свойств в механике скальных пород. М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2009. 208 с.

Размещено на Allbest.ru