Проектирование свайных фундаментов и шпунтовых ограждений из погружаемых элементов вблизи сооружений
Оценка влияния работ по забивке свай на существующие здания и сооружения
Опыт производства свайных работ вблизи существующих зданий и сооружений показал, что при забивке свай могут наблюдаться повреждения: отслаивание и обрушение штукатурки, осыпание побелки, возникновение трещин и т.д. Поэтому при планировании выполнения свайных работ необходимо оценивать и учитывать негативное воздействие забивки свай и шпунта на существующие здания, исходя из условия, что повреждение зданий недопустимы.
При выполнении свайных работ вблизи существующих зданий и сооружений необходимо учитывать требования ВСН 490-87 Минмонтажспецстрой СССР «Проектирование и устройство свайных фундаментов и шпунтовых ограждений в условиях реконструкции промышленных предприятий и городской застройки».
Исходные данные
Исходными данными для проектирования производства свайных работ, выполняемых вблизи существующих зданий и сооружений, являются:
1. Схема планировочной организации земельного участка строительства с нанесенными подземными коммуникациями;
2. Результаты инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий, выполненные на момент нового строительства.
3. Данные, полученные в результате обследования, и характеризующие конструктивные особенности и состояние существующих сооружений и подземных коммуникаций, а также стабилизацию деформаций грунтов оснований сооружений за период их эксплуатации по результатам наблюдений или расчету;
|
|
|
4. Данные о параметрах колебаний грунта, сооружений и подземных коммуникаций, вызываемых забивкой или вибропогружением свай и шпунта;
5. Технико-экономическое сравнение возможных вариантов проектных решений (с оценкой по приведенным затратам и учетом сроков строительства).
Результаты инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий
Данные инженерно-геологических изысканий должны характеризовать геологические и гидрогеологические условия строительной площадки, а также основания сооружений и подземных трубопроводов, находящихся в пределах допустимых расстояний до погружаемых свай и шпунта. Для фундаментов сооружений, находящихся на расстояниях меньше допустимых, должны быть определены характеристики и показатели физико-механических свойств грунтов для каждого слоя в пределах глубины не менее сжимаемой толщи, рассчитываемой в соответствии с указаниями СП 22.13330.2016 (п. 3.1.4 настоящего пособия).
На основании характеристик, полученных в результате инженерно-геологических изысканий, грунты относят к одной из групп (табл. 33).
| Таблица | 1 |
Группы грунтов оснований (согласно табл. 3 ВСН)
|
|
|
| Группа грунта | Грунты в основании сооружения | |||
| Пески | Супеси | Суглинки и глины | Прочие грунты | |
| 1 | Плотные, кроме мелких и пылеватых водонасыщенных | Твердые | Твердые, полутвердые, тугопластичные | - |
| 2 | Средней плотности, кроме мелких и пылеватых водонасыщенных; плотные мелкие водонасыщенные | Пластичные | Мягкопластичные | Насыпной грунт с равномерной сжимаемостью маловлажный |
| 3 | Рыхлые, плотные и средней плотности пылеватые водонасыщенные; мелкие средней плотности водонасыщенные | Текучие | Текучеплас- тичные, текучие | Илы. Сильно-заторфованные грунты и торфы. Насыпной грунт с неравномерной сжимаемостью независимо от влажности |
Результаты обследования здания, сооружения, коммуникаций
Характеристику и состояние сооружений и подземных коммуникаций определяют по результатам проводимого проектной организацией обследования, которое должно предусматривать:
1. Осмотр площадки строительства и определение возможности проведения работ по погружению пробных свай;
2. Осмотр сооружений, расположенных в пределах расстояний, указанных в таблице 34, и сбор данных о сроках их эксплуатации и конструктивных особенностях;
|
|
|
3. Определение повреждений несущих и ограждающих конструкций (характер и величина раскрытия трещин, сдвиги плит перекрытий, лестничных маршей, отклонение несущих стен и колонн от вертикали и др.);
4. Сбор данных о машинах, приборах и оборудовании, чувствительных к колебаниям, и их расположении;
5. Сбор данных о конструкции, материале, сроках начала и окончания строительства, технологических требованиях к эксплуатации сооружений, оборудования и подземных коммуникаций, о режимах работы и внутреннем давлении в подземных трубопроводах.
Обследование сооружения с определением состояния и прочности конструкции должно выполняться специализированной организацией с составлением технического заключения.
При обследовании должны быть определены конструкции, требующие усиления, а также места, подлежащие ограждению от ожидаемого падения отставшей штукатурки, подвесных предметов, лепных карнизов и т.д. при погружении свай и шпунта. По результатам обследования составляется акт.
На основании результатов обследования делают вывод о категории состояния зданий (Приложение A, табл. 57).
Данные о параметрах колебаний
Для получения данных о параметрах колебаний необходимо в задании на погружение пробных свай и определение их несущей способности предусмотреть измерение параметров колебаний грунта и фундаментов сооружений, ближайших к погружаемым сваям, с определением коэффициентов δ и К в соответствии с требованиями ВСН. Для определения коэффициентов δ и К параметры колебаний грунта должны быть измерены по методике, указанной в ВСН и приведенной ниже. При назначении мест погружения пробных свай одну сваю обязательно следует разместить в пределах свайного поля на наименьшем расстоянии от сооружения. Параметры колебаний грунта и сооружений должны быть измерены при погружении не менее двух пробных свай (двух-пяти шпунтин). Масса молота или характеристика вибропогружателя, а также размеры пробных свай не должны иметь значительных отклонений от принятых в проекте.
|
|
|
Перед погружением пробных свай и шпунта необходимо организовать инструментальные наблюдения за деформациями оснований сооружений и получить данные по результатам нивелирования о развитии деформаций во времени. При необходимости следует устраивать маячки для наблюдения за трещинами в конструкциях здания. Во время погружения пробных свай (шпунта) и в период производственного погружения в зонах влияния на деформации необходимо наблюдениями за осадками контролировать скорость осадки, которая не должна превышать 1,0 мм/сут. Также в процессе погружения наблюдают за развитием трещин и состоянием установленных маячков – при их наличии.
Для подземных трубопроводов до начала свайных работ уточняют их планово-высотное положение, а в процессе погружения свай и шпунта при расстояниях, меньше допустимых, осуществляют контроль за перемещениями трубопровода и внутренним давлением наполнителя.
Требования, предъявляемые к динамическим воздействиям при погружении свай и шпунта:
1. Должна быть обеспечена нормальная эксплуатация сооружений и подземных коммуникаций;
2. Параметры колебаний должны быть допустимыми для чувствительных к колебаниям машин, оборудования и приборов;
3. Параметры колебаний не должны превышать допустимых значений по санитарным нормам.
Если существующие сооружения и подземные коммуникации в период эксплуатации испытывали большие динамические воздействия, чем ожидаемые от погружения ближайших к ним свай и шпунта, а деформации их оснований стабилизировались, то допускается проектировать свайных фундаментов и шпунтовых ограждений без учета требований, приведенных выше.
При разработке проекта свайных фундаментов и шпунтовых ограждений из погружаемых элементов молотами или вибрационным оборудованием вблизи сооружений необходимо определить наименьшее расстояние от погружаемых элементов до сооружений. Если расстояние будет меньше, чем приведенное в табл.34, необходимо собрать исходные данные и определить допустимые расстояния, при которых погружение свай или шпунта не будет оказывать влияние на существующие здания.
| Таблица | 2 |
Минимально допустимые расстояния, при которых можно не учитывать влияние свайных работ на существующую застройку (согласно табл. 1 ВСН)
| Сооружения | Радиус зоны обследования, м | |||
| при забивке свай и шпунта | при вибропогружении | |||
| свай-оболочек | свай | шпунта | ||
| Производственные и гражданские здания с полным каркасом | 25 | 60 | 35 | 20 |
| Здания и сооружения, в конструкциях которых не возникают усилия от неравномерных осадок | 25 | 50 | 30 | 20 |
| Многоэтажные бескаркасные здания с несущими стенами | 30 | 100 | 70 | 25 |
| Высокие жесткие сооружения и дымовые трубы | 25 | 80 | 50 | 20 |
Проектирование свайных фундаментов и шпунтовых ограждений из погружаемых элементов вблизи сооружений
При проектировании свайных фундаментов, которые предполагается устраивать на расстоянии меньше допустимого, определяют расстояния, на которых забивка не вызовет развития деформаций оснований сооружений (S a=0). При этом учитывают, что развитие деформаций не произойдет, если будет выполнено условие
| ( | 1 | ) |
где aф - ускорение вертикальных колебаний фундамента на расстоянии до погружаемой сваи или шпунта, м/с2; [a]I - допустимое ускорение вертикальных колебаний фундамента, при котором не происходят дополнительные деформации оснований, м/с2; S a - дополнительные деформации основания существующего фундамента от динамических воздействий с ускорением 
.
Допустимые расстояния [r] при забивке свай и шпунта, а также при вибропогружении свай-оболочек, свай и шпунта, удовлетворяющие требованию (1), определяют из графика на чертеже (Приложение B) по показателю λ и коэффициенту затухания колебаний грунта с расстоянием δ.
Коэффициент затухания колебаний грунта с расстоянием δ определяется по табл. 35 исходя из типа грунта основания и метода ведения свайных работ.
Если инженерно-геологические условия площадки представлены грунтами одного вида, имеющими разные физико-механические характеристики, то при определении коэффициента затухания колебаний грунта с расстоянием δ следует учитывать рекомендации, согласно которым меньшие значения коэффициента затухания колебаний грунта соответствуют:
- для песков - большим значениями показателя относительной плотности и меньшей влажности,
- для глинистых грунтов - меньшим значениям показателя текучести и коэффициента пористости.
| Таблица | 3 |
Коэффициент затухания колебаний грунта с расстоянием (согласно табл. 2 прил. 2 ВСН)
| Грунты | Коэффициент δ, 1/м | ||
| забивка свай и шпунта | вибропогружение | ||
| сваи | сваи-оболочки | ||
| Пески плотные и средней плотности маловлажные и влажные; супеси твердые; суглинки и глины твердые, полутвердые и тугопластичные | 0,02-0,04 | 0,10 | 0,12 |
| Пески плотные и средней плотности водонасыщенные; пески рыхлые маловлажные и влажные; супеси пластичные; суглинки и глины пластичные и текучепластичные | 0,04-0,07 | 0,08 | 0,10 |
| Пески рыхлые водонасыщенные; супеси текучие; суглинки и глины текучие | 0,06-0,10 | 0,07 | 0,08 |
Показатель λ определяется по формулам (26-29):
- при забивке свай и шпунта
| ( | 2 | ) |
- при вибропогружении шпунта
| ( | 3 | ) |
- при вибропогружении свай
| ( | 4 | ) |
- при вибропогружении свай-оболочек
| ( | 5 | ) |
где К - коэффициент передачи колебаний грунта фундаменту сооружения; a0 - ускорение колебаний грунта на расстоянии 0,5 м от свай; [a]I - допустимое ускорение вертикальных колебаний фундамента, при котором не происходят дополнительные деформации оснований.
Ускорение колебаний грунта на расстоянии 0,5 м от сваи a 0 может быть определено по графику (Приложение C) или формуле (30):
| ( | 6 | ) |
где А0 – амплитуда смещений грунта на расстоянии 0,5 м до погружаемой сваи, определяемая по графику (Приложение C); f 0 – частота колебаний грунта на расстоянии 0,5 м до погружаемой сваи.
Значения вертикальных смещений A0 и ускорений a0 следует определять по частоте f0, принимаемой по оси абсцисс в зависимости от плотности и консистенции наиболее прочного слоя грунта толщиной не менее 0,5 м, залегающего на глубину 6-8 м от дневной поверхности или дна котлована. При этом в границах участков следует выбирать большее значение частоты, так как такие условия будут неблагоприятными.
Границы выделенных на графике участков соответствуют примерно диапазону изменения значений относительной плотности песка Iд и текучести глинистых грунтов I L, причем с увеличением Iд и с уменьшением I L возрастает частота.
Значения вертикальных смещений и частоты соответствуют значениям вертикального колебания грунта на расстоянии 0,5 м от забиваемой сваи молотом массой 5,5 т с высоты падения 1,6-1,8 м. Для молотов массой не менее 1,8 т значение следует уменьшить пропорционально отношению их масс до 25%, а для молотов массой не более 7 т - увеличить до 20%.
Допустимое ускорение вертикальных колебаний фундамента, при котором не происходят дополнительные деформации оснований, определяют по табл. 36. Группа грунтов в основании сооружений принимается по табл. 1.
| Таблица | 4 |
Допустимое ускорение колебаний фундамента (согласно табл. 2 ВСН)
| Сооружения | Допустимое ускорение колебаний фундамента [a]I, в зависимости от группы грунтов оснований, м/с2 | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| Производственные и гражданские здания с полным каркасом | 1,2 | 0,6 | 0,15 |
| Здания и сооружения, в конструкциях которых не возникают усилия от неравномерных осадок | 1,5 | 1,0 | 0,15 |
| Многоэтажные бескаркасные здания с несущими стенами | 1,0 | 0,5 | 0,15 |
| Высокие жесткие сооружения и дымовые трубы | 1,5 | 1,0 | 0,15 |
Коэффициент передачи колебаний грунта фундаменту сооружения определяется по табл. 37 с учетом особенностей здания и характеристик грунта основания.
| Таблица | 5 |
Коэффициент передачи колебаний грунта фундаменту сооружения
(согласно табл. 3 прил. 2 ВСН)
| Фундамент | Значение коэффициента К в зависимости от грунта несущего слоя основания фундамента | ||
| Пески рыхлые, супеси и глины с показателем текучести I L ≥ 1,0 | Пески средней плотности, супеси и глины с показателем текучести 0,5 < I L < 1,0 | Пески плотные, супеси и глины с показателем текучести I L ≤ 0,5 | |
| Здание или сооружение высотой до: | |||
| 2 этажей | 0,8 | 0,9 | 1,0 |
| 5 этажей | 0,7 | 0,8 | 0,9 |
| 9 этажей | 0,6 | 0,7 | 0,8 |
| 12 и выше | 0,5 | 0,6 | 0,7 |
| Оборудование, установленное на: | |||
| грунте | 0,9 | 0,95 | 1,0 |
| перекрытии здания или сооружения | 0,85 | 0,9 | 1,0 |
Если проектом предусмотрена забивка свай на расстоянии меньше допустимого до здания или сооружений, то на стадии проектирования необходимо провести измерения параметров колебаний при погружении пробных свай с учетом требований ВСН и проверить допустимость ожидаемых деформаций оснований фундаментов существующих сооружений.
Дата добавления: 2021-04-06; просмотров: 237; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!