Возможности увеличения нагрузок передаваемых на фундаменты

Без их усиления

Реконструкция различных зданий и сооружений часто приводит к увеличению давлений, передаваемых фундаментами на основание. Однако даже в том случае, когда давления превышают расчетные, определенные в свое время при проектировании данного здания и сооружения, это не всегда требует усиления фундаментов.

Принятые в некоторых странах значения допустимых давлений на грунты в некоторых случаях 30–40 % выше российских, что указывает на возможные имеющиеся резервы.

Возможно, повышение допустимого давления на 20 % при осадках меньше 40 % от предельно допустимых.

Значение R по СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений». Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*», зависит от коэффициента γ_С2, который в свою очередь зависит от соотношения длины к высоте здания или сооружения L/H. Изменение этого отношения может дать повышение давления на 10–20 %.

Также во время длительной эксплуатации зданий и сооружений основания претерпевают различные изменения. Работу основания под действием длительных нагрузок от сооружений было бы неправильно харак­теризовать одним лишь процессом уплотнения грунта, внешне проявляющимся в виде осадки сооружения. Наряду с уплотнением грунта в основании происходят и более сложные явления, приводящие к изменению прочностных свойств грунта. Установлено, что все про­цессы в основании как качественно, так и количествен­но зависят от времени действия нагрузки, ее интенсив­ности и ряда других факторов.

В 30-е годы в Ленинграде работала Постоянная комиссия по изучению возможности повышения давлений на грунты в зависимости от срока службы соо­ружения. Практика работы комиссии позволила сделать вывод, что повышение нагрузок возможно для глинистых грунтов – на 20–30 %, песков средней крупности – на 40–60 % и крупных песков – до 100 %.

С 1947 года в транспортном строительстве допускалось увеличи­вать давление на фундаменты до 25 %, если они прослужили не менее 20 лет и не имеют дефектов. СНиП II-Б.1–62 также разре­шалось повышать допустимое давление на грунт под существующи­ми фундаментами до 20 % при достаточной их прочности.

В СНиПах 1974 и 1983 гг. конкретных рекомендаций по уве­личению возможного расчетного давления на грунты оснований эксплуатируемых зданий не дается. В то же время успешный опыт надстроек без усиления фундаментов и искусственного упрочнения грунтов основания пока­зывает, что давление на грунты оснований почти всегда можно повышать и при этом в весьма существенных границах.

Для предварительных расчетов, опреде­ляющих возможность надстройки зданий, новое допус­каемое давление на уплотненные грунты основания R' Е. В. Поляков (1972 г.) и В. К. Соколов рекомендуют определять по формуле

R' = kR^Н, (6.1)

где R^H – нормативное (расчетное) сопротивление грунта основания, определяемое как для нового строительства, МПа; k – коэффициент увеличения сопротивления грунта, зависящий от отношения p₀/R^H (здесь р₀ – фактическое давление на грунты оснований до надстройки, МПа), k принимается от 1 до 1,5 тем больше чем больше соотношение p₀/R^H.

Коэффициент увеличения сопротивления грунта k применяется при следующих условиях:

Ø срок службы надстраиваемого здания не менее 3 лет – для песчаных грунтов, 5 лет – для супесей и суглинков и 8 лет – для глин;

Ø здание не должно иметь трещин, деформаций и про­чих показателей неравномерной осадки.

Несколько другая формула приведена профессором П. А. Коноваловым. При длительной эксплуатации допустимое новое дав­ление на грунты оснований существующих фундаментов вычисляют по формуле

R' = R^Н∙m∙k, (6.2)

где R – расчетное сопротивление, найденное как для нового строительства; m – коэффициент, учитывающий изменение физико-механических свойств грунтов оснований за период эксплуатации здания; k – коэффициент, определяемый отношением расчетной осадки при давлении, равном расчетному S_K к предель­но допустимой осадке S_{np ср}.

Коэффициент m зависит от отношения давления на основание до надстройки Р₀ к расчетному сопротивле­нию R. При Р₀/R более 80 %, m = 1,3, при 70–80 % – 1,15, менее 70 % – 1. Коэффициент k принимается по таблице 6.1.

Таблица 6.1

Методы усиления фундаментов и оснований

Все приемы усиления осно­ваний и фундаментов можно подразделить на три группы: 1) изменение условий передачи давления на грунт; 2) увеличение прочности кладки фундамента; 3) увеличение прочности и уменьшение деформативности грунтов в основании.