Захист від небезпечних геологічних процесів будинки і споруди на підроблюваних територіях і просідаючих грунтах

Вимоги до вибору проектних вирішень

8.11 Будинки і споруди, призначені для будівництва на просідаючих грунтах у сейсмічних районах, мають проектуватися на основі архітектурно-планувальних схем із застосуванням конструктивних заходів (підсилень), які підвищують їх міцність та просторову жорсткість виходячи з імовірності роздільного або спільного прояву про­сідання основи і сейсмічних дій.

8.12 Конструктивні та об'ємно-планувальні вирішення будинків повинні задо­вольняти вимоги чинних будівельних норм за умов будівництва та експлуатації на просідаючих грунтах і в сейсмічних районах і виконуватись з максимальною уніфіка­цією індустріальних виробів, які використовуються у будівництві за таких інженерно-геологічних умов.

8.13 Архітектурно-планувальні вирішення повинні передбачати конфігурацію будинків і споруд, що допускає їх розрізання деформаційними та антисейсмічними швами на незалежні відсіки. Крок швів слід приймати за розрахунком, а також пере­дбачати їх у місцях примикання частин будинку різної поверховості або з різними конструктивними схемами, які відрізняються ступенем чутливості до нерівномірних осідань та сейсмічних дій, величинами навантажень на фундаменти і в місцях зміни потужності шару просідаючих грунтів в основі будинку.

8.14 Проектування і конструктивне здійснення деформаційних швів слід вико­нувати відповідно до вказівок розділу 4 (4.7, 4.11), розділу 5 (5.10) і розділу 6 (6.13, 6.14). При цьому ширина деформаційних швів повинна бути збільшена на величину сумарних амплітуд зустрічних коливань відсіків від сейсмічних дій.

Каркасні будинки

8.15 Конструктивні та архітектурно-планувальні рішення каркасних будинків і споруд, які проектуються для будівництва на просідаючих грунтах у сейсмічних ра­йонах, повинні розроблятися з урахуванням вказівок розділу 5 і СНіП ІІ-7 та включа­ти:

- розрізку деформаційними швами на окремі відсіки, що працюють незалежно;

- підсилення фундаментно-підвальної частини шляхом влаштування жорстких перехресних фундаментних систем, об'єднання фундаментних подушок у плиту та ін.;

- підвищення загальної просторової жорсткості будинку або споруди з допомогою установлення вертикальних діафрагм та блоків жорсткості;

- підсилення вузлів з'єднання елементів каркаса.

8.16 Каркасні будинки і споруди слід проектувати, як правило, у виді жорстких рамних та змішаних (рамно-зв'язкових) систем.

Вибір конструктивної схеми каркаса повинен виконуватися за результатами техніко-економічного аналізу з урахуванням місцевих умов та досвіду будівництва, поверховості і призначення об'єкта, що проектується, категорії грунтів за сейсмічними властивостями та ін.

Допускається проектування багатоповерхових каркасних будинків на основі зв'язкового каркаса з вертикальними ядрами жорсткості, безперервними за висотою та розташованими рівномірно і симетрично відносно центра ваги будинку.

ДБН В. 1.1-5-2000 Ч.ІІ C.34

8.17 При проектуванні каркасів рамної системи з поперечним та поздовжним розташуванням несучих ригелів всі вертикальні і горизонтальні навантаження повинні сприйматися рамами, а дії від нерівномірних деформацій основи - жорсткою фундаментно-підвальною частиною. Просторова жорсткість каркаса забезпечується: в горизонтальній площині роботою перекриттів як горизонтальних діафрагм жорсткості, а у вертикальній - роботою рам.

8.18 Каркаси зі змішаною (рамно-зв'язковою) системою слід проектувати з рамними вузлами рам поперечного напрямку та рам поздовжніх крайніх (пристінних) які сприймають опорні згинальні моменти від усіх видів дій за пружною схемою. Ригелі поздовжніх рам середніх (внутрішніх) рядів закріпляються на опорах із частковим защемленням.

Зв'язкові елементи (діафрагми жорсткості), які несуть вертикальні навантаження і сприймають зусилля від горизонтальних (вітрових і сейсмічних) сил, а також ті, що забезпечують просторову жорсткість будинку (споруди), утворюються з'єднанням колон із блоками вертикальних діафрагм жорсткості.

Геометрична незмінність каркасів у горизонтальній площині повинна забезпечуватись роботою перекриттів як незмінних горизонтальних дисків, що розподіляють зусилля від горизонтальних навантажень між рамами каркаса і діафрагмами жорсткості.

У вертикальній площині геометрична незмінність каркаса забезпечується встановленням на всю висоту будинку вертикальних діафрагм жорсткості симетрично в плані за винятком технічного поверху (горища). Вертикальних діафрагм в одному напрямку повинно бути не менше двох і разташовувати їх слід у різних площинах.

Впливи від нерівномірних деформацій просідаючої основи сприймаються жорсткою фундаментно-підвальною частиною.

8.19 Конструкції фундаментно-підвальної частини каркасних будинків і споруд проектуються з метою сприйняття та перерозподілу зусиль і вирівнювання нерівномірних осідань стояків каркаса при деформаціях основи (5.5).

Фундаментно-підвальні конструкції повинні виконуватися окремо для кожного відсіку будинку чи споруди, відділеного від сусіднього деформаційним швом (8.15).

Для будинків заввишки до 4 поверхів допускається влаштування фундаментно- підвальної частини у виді комбінованої конструкції, яка складається із просторової системи монолітних залізобетонних рандбалок та цокольних поясів із заповненням блоками з бетону або місцевих матеріалів, розрахованої на нерівномірні деформації просадочної основи.

Фундаментно-підвальну частину будинків заввишки понад 4 поверхи слід про­ектувати, як правило, у виді системи монолітних перехресних залізобетонних балок по монолітних стрічках або по суцільній залізобетонній плиті і залізобетонних цоко­льних поясів із заповненням блоками з бетону або місцевих матеріалів, розрахованої на нерівномірні деформації просідаючої основи.

8.20 На майданчиках сейсмічністю 9 балів фундаментно-підвальні частини бу­динків і споруд повинні виконуватися аналогічно 8.19 на монолітній залізобетонній плиті. Придатні для експлуатації підвали рекомендується влаштовувати із розташу­ванням несучих конструкцій (стін, стовпів), аналогічним їх розташуванню у наземній частині.

Для одноповерхових будинків допускається влаштування стрічкових моноліт­них фундаментів.

ДБН B.I.1-5-2000 Ч.ІІ С.35

Безкаркасні будинки

8.21 Конструктивні та архітектурно-планувальні вирішення безкаркасних бу­динків, що проектуються для будівництва на просідаючих грунтах у сейсмічних ра­йонах, слід розробляти на основі вказівок розділу 6 з урахуванням 8.6 - 8.14. При цьому будинки, що проектуються на територіях з групами складності умов будівниц­тва 2-А, 2-Б, 2-В у сейсмічних районах, слід розраховувати на вплив горизонтальних переміщень, які виникають від сейсмічної дії та при просіданні грунтів від власної ва­ги, і проектувати за жорсткою конструктивною схемою.

8.22 Жорстка конструктивна схема фундаментно-підвальної частини будинку повинна включати влаштування монолітного залізобетонного пояса по монолітних або збірно-монолітних подушках, жорстко з'єднаного з наземними конструкціями, а також антисейсмічного пояса по верху фундаментних блоків (на рівні перекриття над підпідлоговим простором або підвалом).

8.23 На рівні перекриттів і покриттів необхідно влаштовувати пояси підсилення по всіх поздовжніх і поперечних стінах згідно з 6.25, 6.26. Поверхові (антисейсмічні та вирівнювальні) пояси у панельних будинках повинні влаштовуватись з допомогою випуску і стикування з застосуванням зварювання арматури з панелей на рівні пере­мичок над прорізами.

У великоблокових будинках поверхові пояси утворюються з'єднанням на зва­рюванні арматурних випусків, закладених у поясні та перемичкові блоки.

У будинках з несучими цегляними стінами поверхові пояси слід проектувати монолітними залізобетонними. Антисейсмічні пояси верхніх поверхів будинків з цег­ляними або блочними стінами повинні бути зв'язані з кладкою вертикальними випус­ками арматури.

8.24 На майданчиках з сейсмічністю 9 балів конструктивна схема будинків по­винна складатися з несучих поперечних стін із малим кроком (до 3,6м) та поздовжніх швів із монолітного залізобетону. Конструктивна схема громадських безкаркасних будинків повинна включати несучі поздовжні і поперечні стіни з монолітного залізо­бетону. При цьому слід застосовувати перекриття та покриття у виді плоских монолі­тних або збірно-монолітних залізобетонних плит з опалубкою, яка залишається, а також плоских збірних залізобетонних плит, обпертих по контуру, з арматурними випусками для з'єднання з монолітними стінами.

ДБН В. 1.1-5-2000 Ч.ІІ C.36

ДОДАТОК 1 (обов'язковий)

ТЕРМІНИ, ВИЗНАЧЕННЯ І ОСНОВНІ ПОЗНАЧЕННЯ

Просідаючий грунт - зв'язний грунт переважно еолового походження, який містить більше 50% пилуватих часток, характеризується високою пористістю, в основному, у виді макропор із вертикальною трубчастою будовою. При замочуванні водою просідає під навантаженням , легко розмокає і при водонасиченні перехо­дить в пливунний стан.

Товща просідання Н_sl - товщина шару просідаючих грунтів від його покрі­влі до покрівлі шару грунтів непросідаючих.

Осідання основи s, s_el , s_pl - відповідно повні, пружні та залишкові верти­кальні переміщення поверхні основи під фундаментами, які виникають при його навантаженні і розвантаженні за рахунок деформацій грунтів природної вологості W в межах стисливої товщі.

Горизонтальні переміщення основи u, и_el - відповідно повні та пружні го­ризонтальні переміщення поверхні основи, що виникають від дотичних навантажень від фундаментів.

Просадочність грунтів _sl — відносна стисливість зразків просідаючого грунту без можливості бокового розширення для заданого тиску при їх водонасиченості до ступеня вологості S_r  0,8.

Просідання s_sl - вертикальні переміщення поверхні грунтової товщі просі­дання в основі фундаментів та на прилеглій території забудови в результаті замочуванння грунтів, що виникають від сумарних напружень від власної ваги грунту та зовнішнього навантаження системи фундаментів за рахунок переміщень части­нок грунту, які супроводжуються корінною зміною його структури.

Товщина зони просідання від зовнішнього навантаження h_{sl ,p} — верхня частина основи (деформована зона) від підошви фундаменту до глибини, на якій сумарні вертикальні напруження від зовнішнього навантаження і власної ваги грунту перевищують значення початкового тиску просідання р_sl .

Товщина зони просідання від власної ваги грунту h_{sl ,g} - нижня частина основи, яка починається з глибини, на якій вертикальні напруження від власної ваги грунту перевищують значення початкового тиску просідання, і до нижньої межі товщі просідання.

Початковий тиск просідання р_sl - мінімальний тиск, при якому проявляю­ться властивості просідання грунту при його замочуванні до ступеня вологості S_r  0,8.

Власна вага грунту - сила тяжіння об'єму грунту, що розглядається.

Просідання грунту від зовнішнього навантаження s_{sl ,p} — просідання ос­нови від зовнішнього навантаження в межах товщини верхньої зони основи h_{sl ,p} .

Просідання грунту від власної ваги s_{sl ,g} — просідання грунтової товщі в межах товщини нижньої зони просідання від власної ваги грунту h_{sl ,g} .

ДБН В. 1.1-5-2000 Ч.ІІ С.37

Горизонтальні деформації поверхні грунту _u - деформації стиску - розтя­гу, які виникають на поверхні грунтової товщі у межах криволінійної ділянки r при просіданні грунту від власної ваги s_{sl ,g} .

Горизонтальні переміщення поверхні грунту u_sl - горизонтальні перемі­щення поверхні грунтової товщі, які виникають у межах криволінійної ділянки r при просіданні грунту від власної ваги s_{sl ,g} .

Майданчик об'єкта - частина поверхні грунтової товщі на території забу­дови, що розташована під будинком або спорудою, в якій при дії напружень, що розподіляються, в результаті замочування грунтів виникають деформації просідан­ня і (або) додаткові деформації непросідаючих грунтів.

Територія забудови - частина поверхні гунтової товщі, що містить майда­нчик об'єкта, в межах якої виникають деформації просідання від власної ваги грунту і (або) додаткові деформації непросідаючих грунтів в разі їх замочування, що діють на конструкції, будинки і споруди.

Вертикальні напруження в товщі від власної ваги грунту _zg - напру­ження на розрахунковій вертикалі основи, що виникають від власної ваги грунту.

Вертикальні нормальні напруження, які діють в основі від зовнішнього навантаження _zg - напруження на розрахунковій вертикалі основи, які виника­ють від розподілених навантажень, що передаються системою фундаментів.

Сумарні вертикальні нормальні напруження, які діють в основі _{z -} на­пруження від розподілених навантажень системи фундаментів і власної ваги грун­ту.

Товща стисливості Н_c - верхня частина основи від підошви фундаменту до глибини, де виконується умова _zg =0,2 _zg або _zg = 0,1_zg в залежності від стис­ливості грунтів.

Глибина закладання фундаменту d— відстань від рівня планування або природного рельєфу до підошви фундаменту.

Коефіцієнт мінливості стисливості грунтів основи  — показник ступеня стисливості грунтів основи в плані будинку або споруди.

Розрахункова довжина криволінійної ділянки осідання поверхні грунту r при просіданні товщі від власної ваги s_{sl ,g} - ділянка поверхні грунтової товщі, на якій просідання від власної ваги грунту змінюється в межах від максимально можливої величини до нуля.

Нахил земної поверхні при просіданні грунтів від власної ваги і_{sl -} тангенс кута нахилу земної поверхні, який є відношенням величини максимально можливого просідання від власної ваги грунту товщі s_sl ,_g до довжини криволінійної ділянки осідання земної поверхні r .

Негативне тертя - сили тертя, що виникають по бокових поверхнях паль, глибоких фундаментів або заглиблених споруд і довантажують їх у випадку, коли просідання оточуючого грунтового середовища від власної ваги при його замочуванні перевищує осідання конструкцій.

Модулі деформації грунтів Е і Е_el - відповідно модулі повних та пружних деформацій грунтів при стиску за умов їх природньої вологості.

ДБН В. 1.1-5-2000 Ч.ІІ C.38

Коефіцієнти жорсткості основи C і D - інтегральні характеристики нерівномірної стисливості і зсуву основи відповідно у вертикальному і горизонтальному напрямках на контакті з конструкціями фундаментів, які застосовуються при розрахунках будівель та споруд. Залежать від інтенсивності навантажень, форми і розмірів їх передачі на основу, деформаційних та властивостей міцності і вологосі грунтів.

Крен будинку або споруди - нахил будинку, споруди чи їх частин, що виникає внаслідок впливу довантаження сусідніх фундаментів, неоднорідності грунтів основи, просідання, привантаження прилеглої території тощо.

Вирівнювання будинків і споруд - сукупність технологічних прийомів, які застосовуються для відновлення проектного (експлуатаційного) положення будинку або споруди, що отримали наднормативні осідання або крен.

Комплекс заходів - комплекс захисних інженерних заходів, що використовуються в будівництві будинків і споруд на просідаючих грунтах і містять часткове усунення властивостей просідання основи в верхній її частині, водозахисні заходи і підсилення конструкцій для сприйняття ними зусиль, що виникають при просіданні основи.