Виды деформаций основания грунта фундамента

Виды деформаций фундаментов и оснований

Виды деформаций фундаментов и оснований — это:

1. перекос — разность осадок двух соседних фундаментов, отнесенная к расстоянию между ними (характерен для зданий каркасной системы);
2. крен — разность осадок двух крайних точек фундамента, отнесенная к расстоянию между этими точками; характерен для абсолютно жестких сооружений компактной формы в плане;
3. относительный прогиб или перегиб фундамента — отношение стрелы прогиба к длине изогнувшейся части здания или сооружения.
4. закручивание — вращение фундамента вокруг своей оси.
5. сдвиг — горизонтальное смещение от сейсмических и других нагрузок.

Вертикальные деформации оснований зданий и сооружений подразделяются на два вида:

1. осадки — деформации уплотнения грунта под нагрузкой, не сопровождающиеся коренным изменением сложения грунта;
   1. абсолютная осадка отдельного фундамента;
   2. средняя осадка здания или сооружения, определяемая по абсолютным осадкам не менее чем трех его отдельных фундаментов или трех участков общего фундамента;
   3. дополнительная осадка от увлажнения грунтов оснований дождевыми и талыми водами, снижение их несущей способности, отсутствии планировки прилегающей территории, неисправности отмосток, промерзании основания при недостаточной глубине заложения фундаментов, наличии под фундаментами старых, небрежно засыпанных выработок, оползневых и карстовых явлений, увеличении давления на грунт при дополнительной нагрузке фундаментов (установка более тяжелого оборудования, надстройка зданий и т.д.), динамических воздействий ударного или вибрирующего оборудования на фундаменты и основания при водонасыщенных песчаных грунтах, неисправности сетей водопровода, канализации, теплофикации, утечки из них воды и, как следствие, чрезмерное увлажнение или размыв грунта оснований, утечки под фундаменты агрессивных производственных сточных вод из неисправных сетей канализации и других факторов.
2. просадки — деформации провального характера, вызываемые коренным изменением сложения грунта (уплотнением лёссовидных грунтов при их замачивании, уплотнением песчаных грунтов рыхлого сложения при динамических воздействиях, выпиранием грунта из-под подошвы фундамента, оттаиванием мерзлых грунтов и т.д.).

Теории расчётов осадок фундаментов

Для вычисления расчётных осадок фундаментов зданий и сооружений выбирают расчётную схему основания исходя из характера напластования грунтов, конструктивных особенностей сооружения и размеров фундамента. Существует более двухсот методов (теорий) расчёта деформаций оснований, все они имеют свои достоинства и недостатки, как правило, вот некоторые из них:

1. метод линейно деформируемого полупространства с условным ограничением глубины сжимаемой толщи H_с;
2. метод линейно деформируемого слоя конечной толщины (Егорова К.Е.), применяется в следующих случаях:
   1. если в пределах сжимаемой толщины Hс, определенной как для линейно деформируемого полупространства, залегает слой грунта с модулем деформации Е₁ ≥ 100 МПа и толщиной h₁ ≥ H_с (1 — (Е₂/Е₁)^1/3), где Е₂ – модуль деформации подстилающего слоя грунта с модулем Е₁ (пп. 7, 8 [4]);
   2. ширина (диаметр) фундамента b ≥ 10 м и модуль деформации грунтов основания Е₁ ≥ 10 МПа.

Примечание. По схеме линейно деформируемого пространства осадка фундамента может быть определена и методом эквивалентного слоя по Цытовичу

1. метод эквивалентного слоя грунта (Цытовича Н.А.)
2. метод послойного суммирования — точность прогноза осадок понижается с увеличением площади фундаментов и глубины отрываемого котлована

Источник

Виды деформаций оснований фундаментов.

Виды деформаций основания.

1. Осадка – деформация уплотнения грунта под нагрузкой или от собственного веса, которая сопровождается коренным изменением структуры грунта.

2. Просадка – деформации в результате уплотнения и коренного изменения его структуры под действием нагрузки, собственного веса грунта и дополнительных факторов: замачивание, оттаивание, вибрация.

S = S_упл + S_прос – общая деформация.

3. Набухание и усадка – деформации, связанные с изменением объема грунта при изменении влажности, температуры или воздействии химических веществ.

4. Оседание – деформации земной поверхности, вызываемые горными выработками или изменением гидрогеологических условий.

Два вида деформаций:

— деформации, связанные с нагрузкой;

— деформации, не связанные с нагрузкой.

Методика расчета по деформациям.

Расчет основания по деформациям выполняется в случае, когда эти деформации ограничиваются. Расчет выполняется совместно с выбором размеров подошвы фундамента.

Источник

Дефекты и повреждения фундаментов и грунтовых оснований

Деформации грунтовых оснований, дефекты и повреждения фундаментов сказываются на техническом состоянии всех строительных конструкций. Учитывая, что основания и фундаменты скрыты грунтом, основными косвенными признаками их неблагополучного технического состояния и одновременно поводом для проведения обследования здания являются:

• деформации зданий, сооружений и их отдельных строительных конструкций (крены, выгибы, перекосы, трещины);
• осадка грунтов вокруг зданий и сооружений, а также просадка полов в подвальных помещениях;
• деформации и разрушение фундаментов и стен с внутренней стороны подвальных помещений;
• подтопления территорий вокруг зданий и сооружений, а также подвальных помещений из-за изменения уровня грунтовых вод, аварий бытовых и технологических систем водоснабжения и канализации;
• нарушение наружного водоотвода (разрушение отмостки, водосточных труб), а также нарушения целостности вертикальной планировки.

Основными причинами дефектов и повреждений фундаментов являются:

1.Ошибки при проведении инженерных изысканий и проектировании.
2.Нарушение технологии работ при подготовке основания:

• переборы грунта;
• некачественное уплотнение грунта;
• промерзание грунта;
• замачивание грунта.

3.Нарушение технологии работ при возведении фундаментов:

• несоответствие марок раствора и класса бетона проекту;
• нарушение правил армирования;
• несоответствие марок кирпича и бутового камня;
• отсутствие перевязки фундаментных блоков;
• выполнение обратной засыпки пазух пучинистыми грунтами.

4.Нарушение правил технической эксплуатации фундаментов:

• подтопление подвалов;
• повышение агрессивности грунтовых вод;
• промерзание оснований;
• перегрузка фундаментов;
• механические повреждения при вскрытии фундаментов, вводе и замене коммуникаций;
• устройство подземных технологических помещений;
• динамические воздействия (сейсмические и взрывные, изменение или нарушение режима работы оборудования, движение транспорта, строительные работы вблизи здания);
• резкие колебания температуры в помещениях;
• старение материалов фундамента и гидроизоляции;
• ведение строительства рядом с существующими зданиями без принятия соответствующих мер по их защите.

Наиболее характерными признаками деформаций грунтовых оснований являются:

• неравномерные и местные просадки;
• фактические осадки, превышающие допустимые значения;
• выпирание грунта основания из-под подошвы фундамента.

Основными причинами деформаций грунтового основания являются:

• превышение нагрузок на основание;
• внешние динамические воздействия (сейсмические и взрывные, изменение или нарушение режима работы оборудования, движение транспорта, строительные работы вблизи здания);
• изменение уровня грунтовых вод, температурного и аэрационного режима, а также физико-механических характеристик грунтов основания в период строительства и эксплуатации;
• малая глубина заложения фундаментов;
• ошибки при проведении инженерно-геологических изысканий и проектировании.

Наиболее характерными дефектами и повреждениями фундаментов являются:

• местные просадки оснований, в результате которых в стенах кирпичных зданий появляются трещины; в крупнопанельных и крупноблочных зданиях расходятся швы, вызывая появление течей и сквозняков; в производственных зданиях возникает опасность падения мостовых кранов из-за перекоса колонн;
• появление вертикальных и косых трещин в теле самих фундаментов;
• сколы, изломы и вывалы в теле фундаментов;
• выщелачивание солей из цементно-песчаного раствора и бетона;
• оголение арматуры, коррозионные явления в теле бетонных фундаментов;
• расслоение кладки и выпадение отдельных камней в бутовых фундаментах;
• разрушение материала камней и раствора в швах каменной кладки фундаментов;
• отслоение или разрушение защитного слоя бетона в железобетонных панелях стен подвала;
• появление сырости;
• вымывание основания;
• пучение грунтов;
• гниение элементов деревянных фундаментов;
• повреждения вертикальной и горизонтальной гидроизоляции фундаментов.

Источник

Виды деформаций фундаментов

Основа любого здания — фундамент. Ошибки в проекте, природные факторы или недобросовестность подрядчиков часто приводят к его деформации, последствия которой исправить сложно, а иногда и невозможно. Процесс восстановления требует серьезных материальных вложений и профессиональных знаний.

Какими бывают деформации фундаментов

В зависимости от процессов, протекающих внутри — в самом фундаменте и снаружи — в почве, выделяют следующие типы деформаций:

Перекос. Может возникнуть, как результат неравномерных осадок, двух соседних фундаментов. Характерен для зданий каркасной системы.

Крен может произойти с высотным зданием при его высокой изгибной жёсткости. Возникает такая деформация вследствие неравномерного проседания почвы и характеризуется разными её уровнями в крайних точках основания здания. Если величина крена растёт, то это грозит полным разрушением строения.

Прогиб. Такая деформация фундамента возникает в домах, которые не обладают высокой жёсткостью. Чем выше жёсткость, тем меньше значение прогиба. Характерными признаками таких изменений в фундаменте являются трещины, которые похожи на перевёрнутую букву Y.

Осадка – это вид деформации, характеризующийся вертикальным смещением грунта под подошвой фундамента, происходящий при уплотнении грунта. Такая проблема может произойти в результате увеличения нагрузки самим зданием либо рядом стоящими сооружениями. Структура грунта при этом не изменяется.

Просадка. По своей сути — это та же осадка, но с изменением структуры грунта под действием дополнительных факторов, например, грунтовых вод. Характеризуют просадку вертикальные трещины, которые кверху расширяются. Их начало указывает на место изгиба. Такое нарушение основания строения вызвано, обычно, естественными процессами, происходящими в грунте.

Признаки, указывающие на изменения в фундаменте

Если вами замечены следующие изменения в здании, то это является поводом для вызова специалиста, который сможет провести оценку состояния фундамента и степень необходимости проведения ремонтных работ.

• Появились сложности при открывании и закрывании окон и дверей;
• Образуются трещины на стенах;
• Подтопление подвальных помещений;
• Изменения в лестницах и стенах, видимые глазом.

Причины, провоцирующие деформацию фундамента

Среди причин, которые могут привести к разрушению фундамента, можно выделить основные:

• Изменение конструкции самого строения. Например, постройка дополнительного этажа. Результатом такой модернизации может стать осадка;
• Проведение строительства рядом с исследуемым зданием других сооружений. Следствием различной нагрузки на грунт может стать крен или перекос здания;
• Несоответствующая подготовка почвы под новый фундамент;
• Некачественный состав цемента, который может стать причиной прогиба готового основания;
• Отсутствие слоя гидроизоляции или её неправильный монтаж;
• Неверно выбраны материалы либо их низкое качество;
• Ошибки в проекте или неверный расчёт глубины фундамента. Несоблюдение правил его возведения;

Но, несмотря на множество причин, провоцирующих деформации, на первом месте стоит вода.

• Влага за счёт пористой структуры цемента, находит себе дорогу внутрь фундамента, где планомерно ведёт свою разрушающую деятельность. Превращаясь в лёд в холодное время года, она расширяет поры цемента;
• Грунтовые воды могут изменять свой уровень или увеличивать объём. Это приводит к изменениям состава почвы, что провоцирует просадку строений.

В зависимости от причин, вызывающих разрушение фундамента можно судить о том, можно ли устранить последствия самостоятельно либо придётся вызывать специалистов. Кроме того, некоторые деформации не подлежат восстановлению совсем.

Источник

Виды деформаций фундаментов и причины их вызывающие

В зависимости от характера развития неравномерной осадки и от жесткости сооружения возникают деформации и смещения сооружений следующих простейших форм: прогиб, выгиб, перекос, крен, кручение, горизонтальные смещения фундаментов.

Прогиб и выгиб (рис. 2.1, а, б) приводят к искривлению сооружения. Такие деформации могут возникать в длинных зданиях и сооружениях, не обладающих большой жесткостью. Иногда на одних участках возникает прогиб, а на других выгиб. При прогибе наиболее опасная зона растяжения находится в нижней части здания, а при выгибе — в верхней.

Рис. 2.1. Фомы деформаций сооружений: а — прогиб; б — выгиб; в, г — перекос; д, е — крен; ж — кручение.

Растягивающие напряжения, появляющиеся в несущих конструкциях, зависят от неравномерной податливости основания и от жесткости сооружения. Чем большей жесткостью обладает сооружение, тем большие усилия при тех же грунтах появляются в конструкциях. В результате прогиб или выгиб уменьшаются.

Перекос (рис. 2.1, в, г) возникает в конструкциях, когда резкая неравномерность осадок проявляется на участках небольшой протяженности при сохранении относительно вертикального положения несущих конструкций. Примером могут служить перекосы в каркасных зданиях.

Крен (рис. 2.1, д, е) — поворот относительно горизонтальной оси — возможен, если основание сооружения загружено несимметрично или имеет несимметричное напластование грунтов относительно его вертикальной оси. Наибольшую опасность представляет крен высоких сооружений (дымовых труб, узких зданий повышенной этажности, имеющих лифты и т.д.). В этом случае крен приводит к развитию существенного дополнительного момента, который, в свою очередь, способствует увеличению крена, что может привести к потере устойчивости высокого сооружения на опрокидывание. Колонны и стены, не связанные жестко с остальными конструкциями, также могут получать крен из-за неравномерностей осадки. Если перемещение их верхней части в горизонтальном направлении исключено, то при развитии неравномерной осадки под отдельным фундаментом в несущих конструкциях (колоннах, перекрытиях и др.) возникают дополнительные усилия, которые определяют при оценке совместной работы конструкций с грунтами основания.

Кручение возникает при неодинаковом крене в двух сечениях сооружения в разные стороны (рис. 2.1, ж). При этом виде деформаций дополнительные усилия развиваются не только в элементах стен, но и в конструкциях перекрытий, которые могут, в частности, подвергаться изгибу в горизонтальном направлении.

Горизонтальные смещения фундаментов возможны, если опирающиеся на них конструкции передают значительные горизонтальные усилия (например, распорные конструкции). Такие смещения могут наблюдаться также при горизонтальной подвижке массива грунтов в случае оползней откосов и выполнения подземных выработок.

В общем случае осадка каждого фундамента может рассматриваться как сумма пяти слагаемых:

где S_упл — осадка фундамента в результате развития упругих и остаточных деформаций уплотнения грунтов ненарушенной структуры при увеличении напряжений в основании, а также соседних фундаментов и прилегающих к фундаменту участков; S_разупл — осадка фундамента, связанная с разуплотнением верхних слоев грунтов, залегающих непосредственно ниже дна котлована, из-за уменьшения в них напряжений при его разработке; S_вып — осадка фундамента в результате выдавливания (выпирания) грунта из-под подошвы фундамента в стороны и вверх при развитии зон пластических деформаций; S_расстр — осадка фундамента, развивающаяся из-за увеличения сжимаемости грунтов в основании при нарушении их природной структуры во время производства работ по устройству фундамента; S_эксп — осадка фундамента, обусловленная просадкой, набуханием, изменениями напряженного состояния или деформативности грунта основания в период эксплуатации сооружения.

Как правило, каждое из слагаемых обуславливает неравномерность осадок фундаментов. Эти неравномерности зависят от двух основных причин: неоднородного напряженного состояния грунтов основания рассматриваемого сооружения и неравномерной сжимаемости грунтов в основании под площадью загружения. При этом неравномерность податливости основания — неоднородность основания оценивается степенью изменчивости сжимаемости слагающих его грунтов.

Источник