Проектирование зданий и сооружений предназначенных для строительства на подрабатываемых территориях (под которыми проводят или намечают проводить подземные горные разработки) надлежит осуществлять по требованиям СНиП II-A.14—71 («Здания и сооружения на подрабатываемых территориях»).
На подрабатываемых территориях часто возводят здания в районах угледобычи. Горные выработки, как известно, оказывают вредное воздействие на конструкции зданий, расположенных над ними, вследствие неизбежных просадок дневной поверхности.
Меры по защите зданий от влиянии горных выработок можно подразделить на горнотехнические и специальные строительные (конструктивные).
Согласно СНиП II-A.14—71, прочность, устойчивость и эксплуатационная надежность зданий и сооружений, проектируемых на подрабатываемых территориях угольных место рождений, должны обеспечиваться соответствующим расположением зданий и сооружений относительно мульды сдвижения земной поверхности, уменьшением деформаций земной поверхности горнотехническими мерами защиты, а также специальными строительными (конструктивными) мерами защиты.
Горнотехнические меры заключаются в том, что под зданиями оставляют предохранительные целики ископаемого, заполняют выработанное пространство пустой породой или при меняют специальные способы выемки полезного ископаемого, уменьшающие влияние де формаций основания на здание.
Строительные (конструктивные) моры уменьшают дополнительные усилия в конструкциях зданий, возникающие в процессе подработки. К числу основных конструктивных мер относятся разрезка зданий на отсеки, повышение расчетного сопротивления основания, снижение постоянных нагрузок и применение рациональных схем зданий.
Конструктивные меры предусматривают исходя из принципа жесткости или принципа податливости.
В первом случае необходимо обеспечить жесткость и прочность, достаточные для восприятия дополнительных усилий в конструкциях без появления в них остаточных деформаций. Для повышения жесткости зданий следует, во-первых, увеличивать жесткость и прочность элементов их конструкций (например, уменьшением проемов, применением более прочных материалов с усилением их армированием), а также введением надежных связей между элементами; во-вторых, применить рациональные конструктивные схемы зданий, увеличивающие их общую жесткость.
Но втором случае защита (по принципу податливости) производится о учетом того, что конструкции следуют за деформациями земной поверхности как и вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях без появления в них опасных напряжений и излишней деформативности элементов конструкции (раскрытия швов, наклонов, сдвигов элементов конструкций). Чем гибче и податливее несущие конструкции, тем меньшие напряжения возникают в них при неравномерных деформациях основания. При этом необходимы строгие меры, обеспечивающие пространственную устойчивость зданий.
Здания можно проектировать полностью по принципу жесткости или но принципу податливости, но иногда рационально применять комбинированную схему защиты (например, от влияния горизонтальных деформаций — по принципу податливости, а от неравномерных осадок — по принципу жесткости).
СНиП II Л.И—71 регламентирует проектирование строительных конструкций независимо от их назначения и применения в промышленном, жилищном и других видах строительства с учетом мер, смягчающих влияние подработок.
При проектировании объектов с жесткой конструктивной схемой в качестве строительных мер защиты необходимо предусматривать усиление несущих конструкций и объединение их в пространственно-жесткие блоки, а также устройство фундаментных и поэтажных железобетонных поясов, фундаментных связей-распорок, фундаментов в виде сплошных железобетонных плит, перекрестных балок, балок-стенок и т. п.
Рис. 210. Сопряжение конструктивных элементов зданий в районах горных выработок: а — опирание и крепление панели перекрытия к железобетонному поясу в кирпичных зданиях; б — соединение поясного блока в крупноблочном здании: 1 — кладка стены; 2 — панель перекрытия; 3 — железобетонный пояс; 4 — закладная деталь; 5 — анкер; в — блок связи; 7 — выпуски рабочей арматуры поясного блока; S — заделка стыка раствором на расширяющемся цементе |
При проектировании объектов с податливой конструктивной схемой в качестве строительных мер защиты требуется предусматривать разделение зданий и сооружений на отсеки (части) с устройством между ними деформационных швов, устройство швов скольжения в фундаментных конструкциях, шарнирных, шарнирно-подвижных сопряжений и стыков несущих и ограждающих конструкций, снижение жесткости колонн и несущих бескаркасных стен.
При применении комбинированной конструктивной схемы следует предусматривать надземную часть здания с жесткой схемой, а подземную — с податливой (или наоборот).
При разделении зданий и сооружений на отсеки необходимо учитывать конфигурацию
его в плане (отдавая предпочтение простой форме), конструктивные особенности, а также интенсивность деформаций земной поверхности. Высоту зданий и сооружений в пределах отсека следует принимать одинаковой, соблюдая по возможности условия симметричности распределения нагрузок и привязки основных несущих конструкций к осям проектируемого объекта. Деформационные швы должны разделять смежные отсеки зданий и сооружений по всей высоте, включая кровлю и, как правило, фундаменты.
Особенно важное значение для жесткости и устойчивости здания имеет усиление несущих стен железобетонными поясами, устраиваемыми в уровне цоколя и всех перекрытий. В кирпичных зданиях такие пояса выполняют обычно на всю толщу стены и к ним крепят панели перекрытий (рис. 210, а).
В крупноблочных зданиях пояса создают путем надежного соединения поясных блоков по всему периметру отсека (рис. 210, б).
Следует иметь в виду, что при защите зданий и их элементов по принципу жесткости конструктивные меры несколько увеличивают расход металла и других строительных материалов, а следовательно, и стоимость зданий. Применение же податливых конструктивных схем и рациональное использование несущей способности материалов позволяют уменьшить расход материалов и средств на конструктивные меры.
Повышенную податливость здания можно обеспечить следующим: созданием возможности горизонтальных перемещений элементов несущих конструкций, имеющих контакт с основанием; увеличением податливости несущих конструкций и связей между ними в вертикальной плоскости, которая является результатом снижения жесткости коробки здания (например, при увеличении проемяости зданий, применении пластических растворов для кирпичной кладки) и его элементов; строительством зданий со статически определимыми расчетными схемами несущих конструкций.
В целях уменьшения деформаций (перекосов, наклонов, перемещений) в элементах конструкций при защите по принципу податливости, так же как и при жесткой конструктивной схеме, целесообразно, как уже говорилось, разделять здание на отсеки небольшой длины.
Таким образом, при проектировании зданий в районах с подземной разработкой угли но обходимо учитывать особенности работы их конструкций в условиях неравномерной осадки грунта.