5.5.5. Предельные деформации основания
Предельные значения совместной деформации основания и сооружения устанавливаются исходя из необходимости соблюдения:
а) технологических или архитектурных требований к деформациям сооружения (изменение проектных уровней и положений сооружения в целом, отдельных его элементов и оборудования, включая требования к нормальной работе лифтов, кранового оборудования, подъемных устройств элеваторов и т.п.) sus ;
б) требований к прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций, включая общую устойчивость сооружения suf .
Предельные значения совместной деформации основания и сооружения по технологическим или архитектурным требованиям sus должны устанавливаться соответствующими нормами проектирования зданий и сооружений, правилами технической эксплуатации оборудования или заданием на проектирование с учетом в необходимых случаях рихтовки оборудования в процессе эксплуатации. Проверка соблюдения условий s ≤ sus производится в составе расчетов сооружений во взаимодействии с основанием после соответствующих расчетов конструкций сооружения по прочности, устойчивости и трещиностойкости.
Предельные значения совместной деформации основания и сооружения по условиям прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций suf должны устанавливаться расчетом сооружения во взаимодействии с основанием. Такой расчет, как правило, выполняется при разработке типовых проектов сооружений для нескольких вариантов грунтовых условий, отличающихся прочностными и деформационными характеристиками грунтов, а также степенью изменчивости сжимаемости основания в плане сооружения. Проверка соблюдения условия s ≤ suf в стадии привязки типовых проектов к местным грунтовым условиям является косвенной проверкой прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций сооружений.
При разработке индивидуальных проектов сооружений, конструкции которых рассчитываются во взаимодействии с основанием, значения suf не требуется устанавливать. Указанные величины допускается не устанавливать и для сооружений значительной жесткости и прочности (например, зданий башенного типа, домен), а также для сооружений, в конструкциях которых не возникает усилий от неравномерных осадок основания (например, различного рода шарнирных систем).
Для упрощения расчета оснований по деформациям при привязке типовых проектов к местным грунтовым условиям рекомендуется в процессе разработки типовых проектов сооружений по значениям sus и suf устанавливать следующие критерии допустимости применения этих проектов:
- – предельные значения степени изменчивости сжимаемости грунтов α E , соответствующие различным значениям среднего модуля деформации грунтов в пределах плана сооружения
или средней осадки основания сооружения ; - – предельную неравномерность деформаций основания Δs0 , соответствующую нулевой жесткости сооружения.
В типовых проектах рекомендуется указывать перечень грунтов (с указанием простейших характеристик их свойств, а также характера напластований), при наличии которых в основании сооружений не требуется выполнять расчет оснований по деформациям.
Степень изменчивости основания αE определяется отношением наибольшего значения приведенного по глубине модуля деформации грунтов основания в пределах плана сооружения к наименьшему значению. Среднее значение модуля деформации грунтов основания 
в пределах плана сооружения определяется как средневзвешенное (с учетом изменения сжимаемости грунтов по глубине и в плане сооружения).
Зависимость предельных значений αE от среднего модуля деформации грунтов основания или от средней осадки основания сооружения 
используется преимущественно для протяженных жилых зданий.
Пример такой зависимости для пятиэтажных крупнопанельных жилых домов серии I-464 приведен на рис. 5.31. Для облегчения вычисления средних осадок зданий при привязке типовых проектов к местным грунтовым условиям рекомендуется в типовых проектах приводить их расчетные значения в виде 
, где k — коэффициент, зависящий от принятого конструктивного решения фундаментов и действующих на них нагрузок, кН/м.
ТАБЛИЦА 5.26. ПРЕДЕЛЬНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ ОСНОВАНИЯ
| Сооружения | Относительная разность осадок | Крен iu | Средняя  или максимальная smax,u (в скобках) осадка, см |
| 1. Производственные и гражданские одноэтажные и многоэтажные здания с полным каркасом: железобетонным стальным |
0,002
0,004
(8)
(12)
из крупных панелей
из крупных блоков или кирпичной кладки без армирования
то же, с армированием, в том числе с устройством железобетонных поясов
0,0020
0,0024
0,0005
0,005
10
15
рабочее здание и силосный корпус монолитной конструкции
на одной фундаментной плите
то же, сборной конструкции
отдельно стоящий силосный корпус монолитной конструкции
то же, сборной конструкции
отдельно стоящее рабочее здание
0,003
0,003
0,004
0,004
0,004
40
30
40
30
25
Н ≤ 100
100 Н ≤ 200
200 Н ≤ 300
Н > 300
–
–
–
1/(2 Н )
1/(2 Н )
1/(2 Н )
30
20
10
стволы мачт заземленные
то же, электрически изолированные
радиобашни
башни коротковолновых радиостанций
башни (отдельные блоки)
–
0,002
0,0025
0,001
0,001
–
–
–
10
–
–
–
промежуточные прямые
анкерные и анкерно-угловые, промежуточные угловые, концевые, порталы открытых распределительных
специальные переходные
0,0025
0,002
0,0025
Примечания: 1. Предельные значения относительного прогиба (выгиба) зданий, указанных в п. 3, принимаются равными 0,5 (Δs/L)u .
2. При определении относительной разности осадок Δs/L в п. 8 за L принимается расстояние между осями блоков фундаментов в направлении горизонтальных нагрузок, а в опорах с оттяжками — расстояние между осями сжатого фундамента и анкера.
3. Если основание сложено горизонтальными (с уклоном не более 0,1), выдержанными по толщине слоями грунтов, предельные значения максимальных и средних осадок допускается увеличивать на 20 %.
4. Предельные значения подъема основания, сложенного набухающими грунтами, допускается принимать: максимальный и средний подъем в размере 25 % и относительную неравномерность осадок (относительный выгиб) здания в размере 50 % соответствующих предельных значений деформаций, приведенных в таблице.
5. Для сооружений, перечисленных в пп. 2—3, с фундаментами в виде сплошных плит предельные значения средних осадок допускается увеличивать в 1,5 раза.
6. На основе обобщения опыта проектирования, строительства и эксплуатации отдельных видов сооружений допускается принимать предельные значения деформаций основания, отличные от указанных в таблице.
Значения Δs 0 u устанавливаются при разработке типовых проектов протяженных зданий на основе сопоставления неравномерных деформаций основания, вычисленных с учетом и без учета жесткости надфундаментных конструкций (соответственно Δs и Δs 0 ). Отношение Δs/Δs 0 зависит от приведенной гибкости здания λ = Lω или его участка λ1 = L1ω (где L и L1 — длина здания и участка его локального искривления; 
, здесь с — среднее значение коэффициента жесткости основания, равное отношению среднего давления на основание к его средней осадке; 
— приведенная ширина продольных фундаментов здания; EI — обобщенная изгибная жесткость поперечного сечения коробки здания). Пример указанной зависимости для пятиэтажных крупнопанельных жилых домов серии I-464 приведен на рис. 5.32.
Перечень грунтов, при которых можно не рассчитывать деформации основания, устанавливается на основе полученных при разработке типового проекта зависимостей 
, При этом рекомендуется использовать соотношения между физическими и механическими характеристиками грунтов, приведенные в справочных таблицах (см. гл. 1).
Предельные значения деформаций оснований допускается принимать по табл. 5.26, если конструкции сооружений не рассчитаны на усилия, возникающие в них при взаимодействии с основанием, и в задании на проектирование не установлены значения sus .
ТАБЛИЦА 5.27. ВАРИАНТЫ ГРУНТОВЫХ УСЛОВИЙ, В КОТОРЫХ РАСЧЕТ ДЕФОРМАЦИЙ ОСНОВАНИЯ ДОПУСКАЕТСЯ НЕ ВЫПОЛНЯТЬ
| Здания | Вариант грунтовых условий |
| Производственные: одноэтажные с несущими конструкциями, малочувствительными к неравномерным осадкам (например, со стальным или железобетонным каркасом на отдельных фундаментах при шарнирном опирании ферм, ригелей и т.п.), и с мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т включительно многоэтажные до 6 этажей включительно с сеткой колонн не более 6×9 Жилые и общественные прямоугольной формы в плане без перепадов по высоте с полным каркасом и бескаркасные с несущими стенами из кирпича крупных блоков или панелей: протяженные многосекционные высотой до 9 этажей включительно несблокированные башенного типа высотой до 14 этажей включительно | 1. Крупнообломочные грунты при содержании песчаного наполнители менее 40 %, пылевато-глинистого — менее 30 % 2. Пески любой крупности, кроме пылеватых, плотные и средней плотности 3. Пески любой крупности, только плотные 4. Пески любой крупности, только средней плотности при коэффициенте пористости e ≤ 0,65 5. Супеси при e ≤ 0,65, суглинки при e ≤ 0,85 и глины при e ≤ 0,95, если диапазон изменения коэффициента пористости этих грунтов на площадке не превышает 0,2 6. Пески, кроме пылеватых, при e ≤ 0,7 в сочетании с пылевато-глинистыми грунтами моренного происхождения при e IL Рис. 5.32. Зависимость отношения Δs/Δs 0 от приведенной гибкости здания в целом λ (1) или его участка λ1 (2) |
Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения
Источник
2. Предельно допустимые дополнительные совместные деформации зданий и их оснований (ч. 1)
Дополнительными осадками зданий (сооружений) принято называть осадки, которые возникают в результате загружения (застройки) смежных с ними площадей. Эти дополнительные осадки развиваются в результате одностороннего приложения нагрузки относительно основания существующих зданий, они всегда и заведомо неравномерны, а поэтому и особенно опасны [29].
Очевидно, что строительство в сложившихся районах города или в промышленной зоне не должно приводить к авариям и повреждениям конструкций существующих домов, поэтому экономичные и безопасные конструктивные решения фундаментов могут быть приняты только на основе расчета оснований новых (проектируемых) и старых (существующих) зданий по деформациям.
В соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83 при проектировании отдельно стоящих зданий должно быть выполнено условие
где s — осадка основания, определяемая расчетом; su — предельно допустимая осадка основания зданий, устанавливаемая по прил. 4 СНиП 2.02.01-83 или совместным расчетом системы «сооружение — основание».
При проектировании зданий, располагаемых возле существующих, необходимо удовлетворить и второе условие:
где sad — дополнительная осадка от загружения основания существующего здания проектируемым; sad,u — предельно допустимая величина совместной дополнительной деформации здания (сооружения).
| Прогнозируемая осадка нового здания на естественном основании | Общая характеристика проектного решения | Мероприятия | |||
| архитектурно-планировочные | по фундаментам нового здания | по наземным конструкциям | организационно-технологические | ||
| Менее 5 см | Предупредительные меры | Новое здание должно быть не выше существующих | Устройство ленточных фундаментов перпендикулярно линии примыкания | Временное усиление существующих зданий в зоне примыкания | Применение шпунта по линии примыкания при расчете на горизонтальные силы. Разработка выемок участками |
| От 5 до 10 см | Специальные меры | Нежелательны: примыкания, сложные в плане, в поперечных направлениях, в углах; разноэтажные части. Рационально примыкание посредством легких переходов | Максимально возможное удаление фундаментов от существующих зданий. Разрезка оснований конструктивным шпунтом ниже глубины сжимаемой зоны | Устройство примыканий на консолях. Применение осадочных швов. Усиление соседних зданий металлическими продольными стяжками. Устройство ниш в фундаментах для установки домкратов или других выравнивающих устройств. Проектирование нового здания по жесткой конструктивной схеме | Погружение шпунта вдавливанием (при наличии слоев песка). Первоочередное строительство относительно тяжелых блоков (частей) зданий. Придание конструкциям строительных подъемов |
| Более 10 см | Меры по уменьшению проектной осадки до 5 см | Не регламентируются | Устройство опор глубокого заложения: свай буровых, винтовых, коротких, забивных, вдавливаемых и забивных с лидирующей скважиной, в тиксотропной рубашке; стен в грунте; опускных колодцев; массивов из закрепленного грунта | Те же, что и при осадке менее 5 см | Ограничение динамических воздействий |
Материалы натурных наблюдений за развитием дополнительной осадки существующих зданий и возникших при этом повреждений строительных конструкций показали, что предельным дополнительным совместным деформациям существующих зданий sad,u требуется придать иное смысловое содержание, чем установленным в СНиП 2.02.01-83 su для отдельно стоящих зданий. Указанное положение обусловлено тем, что дополнительная осадка sad заведомо неравномерна, а ее вид (форма совместной деформации: перекос стен) всегда предсказуем.
В рассматриваемой ситуации целесообразно использовать три показателя: дополнительную осадку точки, наиболее приближенной к линии примыкания нового здания к существующему, sad,a ;
- дополнительный перекос 1 существующего здания на участке примыкания jad ;
- дополнительный крен существующего здания в сторону нового iad
Дополнительный перекос определяется по формуле
где sad,a — осадка точки существующего здания, находящейся возле линии его примыкания к новому; sad,b — осадка точки существующего здания, отстоящей от линии его примыкания к проектируемому на расстоянии l , которое устанавливается в зависимости от конструкции здания.
Расстояние l (рис. 4.1) назначается для кирпичных и крупноблочных домов с продольными несущими стенами равным расстоянию от линии примыкания до ближайшего проема; для зданий с поперечными стенами — шагу этих стен; для зданий каркасных — шагу колонн и т.п. Обычно это расстояние равно 2—6 м. Теория и опыт свидетельствуют о том, что на участке длиной l перекос стен зданий и вызванные этим повреждения получают наиболее опасное развитие.
Дополнительный крен определяется выражением
где sad,n — осадка точки существующего здания (блока), находящейся на стороне, противоположной линии примыкания к новому зданию; La–n — характерный размер существующего здания в плане (расстояние между точками а и n ).
Величина iad устанавливается для относительно коротких ( L ≈ 20÷30 м), «точечных» зданий или блоков протяженных зданий, разделенных осадочными швами на ряд отсеков.
Сотников С.Н. Проектирование и возведение фундаментов вблизи существующих сооружений
Источник