РАЗДЕЛ 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИЙ ЗДАНИЙ НА СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТАХ В ЗАПОРОЖСКОМ РЕГИОНЕ
Проанализирована работа зданий в грунтовых условиях г.Запорожье. К особенностям инженерно-геологических условий строительных площадок г. Запорожья можно отнести наличие достаточно мощной толщи лессовых просадочных грунтов и резкий перепад уровня грунтовых вод, наблюдаемый в пределах небольшого выделенного района. Грунты почти всех застроенных площадок относятся ко II типу просадочности. Мощность просадочной толщи составляет обычно 10-30 м, величина просадки от собственного веса достигает 15?50 см, относительная просадочность 0,02-0,05. Причинами изменения влажности грунта могут служить утечки из водонесущих коммуникаций, неорганизованный отвод атмосферных вод, а также поднятие уровня грунтовых вод.
Для предотвращения просадочных деформаций в Запорожском регионе применяются различные противопросадочные мероприятия, в том числе практикуется строительство зданий на свайных фундаментах.
Железобетонные сваи начали применять в Запорожском регионе с середины 60-х годов. Применяются в основном забивные и буронабивные сваи. Забивные сваи в сухих грунтах часто устраивались после выбуривания лидирующих скважин. При строительстве объектов в г. Запорожье применялись составные забивные железобетонные сваи длиной до 30 м. Буронабивные сваи, обычно с уширенной пятой выполнялись сухим способом или под глинистым раствором в обводненных грунтах. Имеется опыт проходки обводненных грунтов для устройства буронабивных свай с помощью обсадных труб. В меньшем объеме применяются сваи в пробитых скважинах. При применении этих свай положительный эффект достигается за счет втрамбования щебня в пяту и трамбования материала ствола сваи.
Со второй половины 80-х годов в Запорожском регионе при строительстве начали использовать буроинъекционные сваи. Такой вид свай ранее считался неэффективным в условиях больших мощностей просадочных лессовых грунтов. Однако ряд выполненных испытаний демонстрирует, что буроинъекционные сваи воспринимают нагрузки от негативного трения, а также горизонтальные нагрузки, возникающие при локальном замачивании грунта. Буроинъекционные сваи, применявшиеся в г. Запорожье практически все изготавливались с опиранием на плотные слои грунта, в частности, на граниты или дресву. Достоинством буроинъекционных свай можно считать возможность изготовления их в условиях достаточно плотной городской застройки, вблизи существующих зданий и сооружений. По этой причине, буроинъекционные сваи в последнее время широко применяют при реконструкции зданий и возведении пристроек к существующим зданиям. Буроинъекционные сваи также применяют при усилении фундаментов и ликвидации кренов зданий. При усилении фундаментов зданий на практике применяют как вертикальные так и наклонные сваи, прорезающие фундамент здания, проходящие слои просадочного грунта и опирающиеся на плотный непросадочный грунт. Для усиления зданий применяются буроинъекционные сваи длиной 10-25м диаметром 250мм, которые частично воспринимают нагрузку от усиливаемого здания.
2.1. Методика исследования деформаций эксплуатируемых зданий.
Общее количество жилых и гражданских зданий на сваях, построенных в г.Запорожье с 1976 по 1991 г., составило 240, из них на забивных или погружаемых железобетонных сваях - 91 здание, на буронабивных - 121, и 18 - на сваях других конструкций (рис.2.1). Жилые и гражданские здания возводятся на сваях в этом регионе, в основном, только при высоте девять и более этажей. Причем даже среди этих зданий количество домов на сваях значительно меньше, чем без свай. В большом количестве возводятся девятиэтажные здания, защищенные комплексом мероприятий: водозащитными и конструктивными. Для этого типа зданий, а также для зданий большей этажности, нашла применение подготовка оснований предварительным замачиванием с гидровзрывом основания и устройством уплотненных и армированных массивов.
Около половины всех зданий (52?) на свайных фундаментах запроектировано и построено в соответствии с требованиями [96], количество деформированных зданий среди них незначительно. В СНиП 2.02.03-85 в отличие от более раннего варианта этих норм [97], присутствует требование полной прорезки сваями просадочной толщи и опирания на непросадочный грунт, в то время как в [97] допускается неполная прорезка. Из 114 зданий построенных до 1986г. в 8 проявились деформации из-за просадки основания, приведшие к аварийному состоянию этих зданий. В зданиях построенных после 1986 г. существенных деформаций не наблюдалось, это возможно свидетельствует о применении полной прорезки просадочной толщи и сравнительно небольшом сроке эксплуатации, за который замачивание окружающего грунта не происходило.
В городах Запорожской области (Мелитополь, Днепрорудное и др.) также проводилось строительство домов на свайных фундаментах. Город Днепрорудное, в частности, расположен в месте залегания просадочных грунтов мощностью 25-45 м, поэтому строительные площадки города стали своеобразным полигоном для испытания новых конструкций свайных фундаментов и мероприятий по борьбе с просадочными деформациями. Таким образом, почти вся сравнительно новая застройка города выполнялась с применением свайных фундаментов различных конструкций.
Поскольку своеобразный бум строительства на сваях пришелся на 70-е начало 80-х годов. Время эксплуатации этих зданий позволяет на основании наблюдений эксплуатационных организаций и результатов обследований сделать некоторые выводы о надежности таких зданий.
Выполнено обследование большинства жилых и гражданских зданий городов Запорожье и Днепрорудное, построенных на свайных фундаментах. При этом был обнаружен ряд объектов, имеющих значительные деформации, такие как раскрытие трещин в стенах и между секциями, крены и другие.
С 1991 по 2000 год новые объекты, в которых применялись бы свайные фундаменты, возводились в незначительном количестве. В 1999 г. в г.Запорожье завершилось строительство собора, для которого в