CC BY
43
СНИЖЕНИЕ НЕРАВНОМЕРНЫХ ОСАДОК ФУНДАМЕНТА ПУТЕМ ПОВЫШЕНИЯ
ЕГО ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ЖЕСТКОСТИ
Грибинюков А.А. ©
Магистрант, кафедра оснований и фундаментов, Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина
Аннотация
В статье рассмотрено влияние жесткости подземных конструкций здания на неравномерность осадки основания.
Ключевые слова: фундамент, здание, жесткость, неравномерность, осадка. Keywords: foundation, the building, rigidity, nonuniformity, settlement.
В настоящее время в крупных городах значительно ускорился рост строительства, вследствие чего возникает проблема освоения площадок, которые ранее считались непригодными для строительства. Основной причиной этого является изменчивость, неоднородность физико-механических свойств грунта, которые влекут за собой неравномерность осадки фундамента.
Необходимость выполнения совместного расчета здания и основания указана в нормативных документах. Согласно СП 20.13330.2011, "нагрузки и воздействия на основание, передаваемые фундаментами сооружений, должны устанавливаться расчетом, как правило, исходя из рассмотрения совместной работы сооружения и основания".
Для зданий, возводимых в сложных грунтовых условиях, задача по составлению расчетной схемы становится многофакторной, включающей в себя: получение в ходе изысканий детальных характеристик основания, подбор рациональной конструкции фундамента и надземного строения, достижение экономической эффективности выбранной конструкции.
При решении задачи по поиску рационального типа фундаментов для шестиэтажного жилого дома, возводимого в Адлерском районе г. Сочи Краснодарского края, рассматривалось два варианта фундаментов: плитный и плитно-свайный. Также рассматривался вариант разделения здания на две независимые части путем устройства деформационного шва. Поставленная задача была решена путем моделирования поведения фундаментов в реальных грунтовых условиях при помощи современных программных комплексов и сопоставления их результатов. В результате расчетов установлено, что плитный фундамент получает сверхнормативный крен здания[4, 6, 7,], вследствие чего возникали дополнительные напряжения в надземных несущих конструкциях, а свайный фундамент и устройство массивной песчано-гравийной подушки приводит к существенному увеличению стоимости строительства [2; 3].
Рис. 1 - КЭ модель Рис. 2 - КЭ модель
© Грибинюков А. А., 2017 г.
Рис. 3 - Перемещения фундаментной Рис. 4 - Перемещения фундаментной
плиты, 8шах=118мм плиты, 8шах=127мм
Таким образом, с целью поиска рационального решения был рассмотрен вариант фундамента в виде пространственного коробчатого сечения повышенной жесткости [1, 8,]. Фундамент коробчатого типа совмещает в себе функцию подземной парковки и дополнительных технический помещений, необходимых в эксплуатации здания.
Рис. 5 - КЭ модель здания с коробчатым фундаментом
Рис. 6 - Перемещения коробчатого фундамента 8шах=130шш
Проведенные совместные расчеты системы «основание-фундамент-надземное строение» подтвердили корректность и эффективность принятых технический решений. Пространственная жесткость фундамента позволила перераспределить неравномерную сжимаемость основания, тем самым снизить сверхнормативный крен здания [5, 9,].
Таблица 1
Результаты расчетов
№ Наименование Максимальная деформация Допустимая максимальная деформация Относительная разность осадок Допустимая относительная разность осадок
1 Фундаментная плита 118 мм 150 мм 0,006 0,003
2 Фундаментная плита с устройством парных надземных конструкций 127 мм 150 мм 0,006 0,003
3 Фундаментная плита на искусственном основании 105 мм 150 мм 0,003 0,003
4 Коробчатый фундамент 130 мм 150 мм 0,001 0,003
Таким образом, по таблице 1 видно, что наиболее эффективным фундаментом для компенсации неравномерных деформаций является коробчатый фундамент.
Строительство объекта было начато в 2014 году. По состоянию на январь 2017 года возведены все несущие конструкции. Результаты геотехнического мониторинга подтвердили достоверность предложенных методов расчета и конструирования фундаментов.
Рис. 7 - Армирование коробчатого фундамента
Рис. 8 - Построенное здание на январь 2017 года Литература
1. Мариничев М.Б., Маршалка А.Ю. - Реализация нестандартных конструктивных решений в высотном строительстве на основе использования современных буровых технологий // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2009. № 54. С. 1-8.
2. Патент РФ 2300604, 07.10.2005. Шадунц К.Ш., Мариничев М.Б., Демченко В А. Способ строительства свайно-плитных фундаментов в сейсмических районах // Патент России № 2300604.2005.
3. Патент РФ 2242563, 20.12.2004. Шадунц К.Ш., Мариничев М.Б., Угринов ВВ. Способ подготовки основания резервуара // Патент России № 2242563. 2004.
4. Патент РФ 2378454, 14.08.2008. Шадунц К.Ш., Мариничев М Б. Способ возведения свайно-плитного фундамента // Патент России № 2378454. 2008.
5. Шадунц К.Ш., Мариничев М.Б. - К расчету зданий и сооружений на сложных, неравномерно сжимаемых основаниях // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 2003. - №2. - с.7-10.
6. Шадунц К.Ш., Мариничев М.Б. - Плитные фундаменты многоэтажных зданий на просадочных грунтах // Жилищное строительство. - 2003. - №11. - с. 16-18.
7. Шадунц К.Ш., Мариничев М.Б., Угринов В.В. - Особенности деформаций днищ резервуаров // Промышленное и гражданское строи-тельство. - 2004. - №3. - с.28-29.
8. Мариничев М.Б. Опыт реализации нестандартных методов проектирования и строительства фундаментов высотных зданий в сейсмических районах // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2017. - №01(125). С. 623 - 657. - IDA [article ID]: 1251701043. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2017/01/pdf/43.pdf, 2,188 у. п. л.
9. Мариничев М. Б. Эффективные фундаментные конструкции в сложных грунтовых условиях / М.Б. Мариничев, К. Ш. Шадунц, А. Ю. Маршалка // Промышленное и гражданское строительство. - 2013. - № 2. - С. 34-36
