Примеры деформаций зданий и аварий сооружений, иллюстрирующие значение инженерно-геологических изысканий при оценке совместной работы оснований и фундаментов

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 12Следующая ⇒

Классическими примерами деформаций и аварий сооружений, иллюстрирующих значение инженерно-геологических изысканий, являются:

1. Наклон башни в г. Пизе (Италия).

2. Авария Трансконского элеватора (Канада).

3. Деформация арочного моста через реку Казанку.

Исключительно редким примером развития значительных неравномерных осадок сооружения является крен "падающий башни" в г. Пизе (рис.1.1.).

Рис. 1.1. Наклонная башня в городе Пизе.

Высота башни 54,5 м. ее строительство велось с 1174 по 1350 г.г. с перерывами. Уже тогда были обнаружены большие осадки башни и ее крен в южном направлении, в сторону протекающей вблизи реки Арно. К моменту окончания строительства отклонение верха башни от вертикальной оси составляло 2,1 м, а в настоящее время оно достигает уже 4,8 м и продолжает медленно увеличиваться. Башня имеет среднюю осадку порядка 1,5 м. Состояние ее равновесия считают близким к предельному. Фундамент башни сложен насухо из каменных блоков и имеет форму кольца внутренним диаметром 4,52 м и внешним - 19,5 м. Площадь его подошвы равна 262 м². Вес башни 14466 т и, следовательно, нагрузка от нее на основание составляет около 5,1 кг/см². Грунтами основания являются неоднородные аллювиальные отложения. Падающая башня в Пизе представляет один из редких архитектурных памятников средневековой Италии и к изысканию средств для ее спасения в настоящее время прилагается много усилий.

Показательный случай произошел с Трансконским зерновым элеватором емкостью 27000 т, построенным в 10 км от г. Виннипег в Канаде.

18 октября 191З г. вскоре после постройки и первой засыпки зерном элеватор внезапно начал сначала оседать, а затем в течение 24 час. наклоняться в сторону. Наклонившись на 26° 53¹ к вертикали, элеватор остался в положении, показанном на рис. 1. 2.

Рис. 1.2. Авария трансконского элеватора.

Наклонившееся силосное здание состоит из 65 цилиндрических силосов диаметром 4,4 м, высотой 26 м, расположенных в 5 рядов, и 48 промежуточных силосов. Силосное здание опирается на грунт посредством железобетонной распределительной плиты толщиной 61 см.

Предварительные геологические исследования показали, что под поверхностным слоем чернозема на глубине 0,6 м залегает красновато-серая глина толщиной 1,5 - 1,8 м, переходящая в мощный пласт синей глины, простирающейся на глубину 12 м ниже поверхности. Глубже, синяя глина сменяется белой глиной, перемешанной с известковыми гольдами, и, наконец, на глубине 1б – I7 м залегает известковая скала.

Синяя глина на глубине 2,4 - 2,5 м бывает обычно очень твердой и способной выдержать давление до 3,9 кг/см². В данном случае подошва железобетонной плиты была расположена ниже поверхности земли на 3,6м и наибольшее давление на грунт составляло 3,2 кг/см².

Основным условием успешного применения описанного типа фундаментов, называемых "плавучими", является строго равномерная загрузка силосов зерном. Канадская Тихоокеанская дорога, которой принадлежал элеватор, начала складывать зерно в сентябре 1913 г., причем, равномерность засыпки была строго соблюдена. Несмотря на это, 16 октября силосное здание, в котором было около 25000 т. пшеницы, внезапно пришло в движение и осело с одной стороны на 8,8 м, а с противоположной - на 1,5 м. При этом, выдавленный грунт выпучился на высоту 1,5 - 1,6 м. Выпучивание грунта и большое сопротивление его верхних слоев сжатию предупредили полное опрокидывание элеватора.

Расположенное рядом рабочее здание, имевшее в 1,5 раза большую высоту и несшее большую нагрузку, осталось при одинаковом типе фундаментов невредимым.

Немедленно произведенное бурение сразу выявило порочность предварительных геологических исследований. Глина, плотная у подошвы плиты, оказалась на глубине 9 - 12 м очень мягкой. С восточной же стороны ряды силосов были расположены параллельно слою валунов, залегающих на 4 м выше скалы. После бурения причины катастрофы стали ясными. Сначала из-за чрезмерного давления на мягкий глинистый слой здание осело вертикально. Затем, так как восточная сторона здания встретила сопротивление валунов, оседать продолжала только западная сторона, опиравшаяся на мягкую глину. Возможность опрокидывания элеватора увеличилась из-за смещения и выдавливания слабого слоя грунта. В этих условиях наступившее равновесие было временным и требовало принятия энергичных мер.

После выпрямления здание элеватора оказалось не 4,3 м ниже своего первоначального положения. Полная стоимость работ по подведению фундаментов, выпрямлению и переустройству элеватора составила, примерно, 0,1 часть стоимости разборки здания и вторичной его постройки.

Весьма поучительным примером негативных последствий недостаточного внимания к изучению грунтов и оценке условий их залегания явились большие и неравномерные осадки опор арочного железобетонного моста через реку Казанку, построенного в 1929 г. (рис. 1.3.). Каждая опора моста была возведена на 410 деревянных сваях, забитых в грунт на 8 м. Несмотря на это, произошла его авария вследствие возникновения больших и неравномерных осадок. Особенно катастрофической оказалась осадка правой опоры, которая достигла в среднем 1,5 м.

Рис. 1.3. Авария моста через р.Казанку.

Главной причиной аварии явилось сжатие слоя торфа мощностью 3,6 м, залегающего в основании правой опоры всего лишь на глубине 3,0 м ниже острия забитых сваи. При инженерно-геологических исследованиях, ввиду недостаточной глубины скважин, наличие торфа вовремя не было обнаружено. На величину и характер осадки оказало также влияние давление от веса примыкающей к мосту насыпи, которая у правой опоры имела высоту 18 м и была отсыпана не в начале строительства, а после сооружения моста.

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 600; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!