VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Уплотнительная или "точечная" застройка - эта используемая средствами массовой информации терминология, не только не даёт полного представления о проблеме, но и мешает осознать и объективно оценить все её последствия. Любому застройщику наиболее выгодна точечная застройка в районах со сложившейся инфраструктурой, где есть возможность сразу подключиться к городским коммуникациям - без длительного и дорогостоящего переноса существующих сетей. Однако жители обычно выступают против точечного строительства. Точечная застройка, безусловно, имеет много минусов. Во-первых, существенно увеличивается нагрузка на транспортную инфраструктуру. Многие районы и так не могут похвастаться хорошей доступностью, а точечное строительство только усугубляет ситуацию. При этом почти всегда возникают и проблемы с паркингом, так как имеющиеся стоянки зачастую не способны справиться с дополнительным объемом машин. Во-вторых, точечное строительство в исторически сложившемся микрорайоне, безусловно, влияет на спокойствие местных жителей. Строительная техника работает круглосуточно, а шум практически не стихает ни на минуту. В-третьих, при точечном строительстве, как правило, уничтожаются зеленые зоны. В-четвертых, точечная застройка увеличивает нагрузку на существующую сеть инженерных коммуникаций, что нередко приводит к авариям и перебоям с водо- и электроснабжением. А самое главное, что строительство новых объектов зачастую оказывает негативное воздействие на конструкцию соседних домов – возникают различные трещины и дефекты, прогибы бетонных плит балконов, просадка фундамента. Однако город без уплотнительной застройки все же не обойдется. Во-первых, многим районам не хватает школ, детских садов, поликлиник, парковок и т. д. Любое строительство социальной инфраструктуры в сложившемся районе все та же точечная застройка. Кроме того, жилой фонд должен постоянно обновляться. Далеко не все здания являются историческим наследием, однако многие уже пришли в негодность как технически, так и морально. Если упразднить точечную застройку совсем, то сам город не способен отреставрировать все здания. Рассмотрим организацию процесса исследования влияния строящегося здания на технико-эксплуатационное состояние жилого дома и его аварийность Исследуем данный процесс на примере строящегося объекта. Объектом исследования является восьмиквартирный, четырехэтажный жилой дом в городе Воронеже. Основные объемно-планировочные и конструктивные характеристики жилого дома следующие: год ввода объекта в эксплуатацию 2001г; площадь застройки- 427 м²; строительный объем (без чердака) – 7248 м³; общая площадь квартиры (тип 1) – 142,3 м² в т.ч. жилая площадь – 79,9 м²; общая площадь квартиры (тип 2» - 160,3 м² в т.ч. жилая площадь – 95,0 м²; общая длина здания по наружному обмеру – 28530 мм; фундаменты - ленточные из сборных бетонных блоков; стены – кирпичные толщиной 510 мм; перегородки – кирпичные толщиной – 120 мм; полы – паркетные из керамической плитки; перекрытия – пустотные ж/б плиты; кровля – скатная из металлочерепицы по деревянным стропилам; за отметку +0.00 принята отметка чистого пола первого этажа (абс.отм.143.1).

1. Влияние на устойчивость существующего жилого дома строительство жилого дома расположенного рядом. В данном вопросе необходимо решить две задачи: Задача №1 – Произвести расчет влияния разработки грунта под фундаменты строящегося здания (в месте минимального расстояния между существующим и строящемся зданиями) на устойчивость существующего здания. Задача №2 - Произвести расчет влияния разработки грунта под устройство подпорной стены из сборных бетонных блоков на устойчивость существующего здания. Постановка и решение задачи №1 состоит в необходимости установление влияния разработки грунта под фундаменты строящегося здания (в месте минимального расстояния между существующим и строящемся зданиями) на устойчивость существующего здания.

На основании изучения материалов геодезических, инженерно-геологических изысканий выполненных отделом топо-геодезических работ при управлении главного архитектора г.Воронежа с учетом СНиП 2.02.01-83 (Основания зданий и сооружений) конкретно п.2.33 допускает заложение соседних фундаментов на разных отметках, если разность отметок h отвечает условию:

, где

- разность отметок исследуемых точек,

а – расстояние между фундаментами в свету (между исследуемыми точками),

tg_ и с₁ – расчетные значения угла внутреннего трения и удельного сцепления грунта (в исследуемых точках);

p- среднее давление под подошвой вышерасположенного фундамента от расчетных нагрузок.

 

 

Разрез по I-I

 

Абс.отм.точки 1А– 139.30; Абс.отм.точки 2А – 134.50 (рис.1, рис.2)

h139.30-134.504,80 (м)

a12,00 (м)

₁31⁰ (Угол принят для аллювиальных отложений: пески желтые, средней крупности, средней плотности, маловлажные)

tg ₁tg 31⁰0,6

с₁1 кПа (Удельное сцепление для песков средней крупности, средней плотности)

р200 кПа (Среднее давление под подошвой фундамента существующего жилого дома

4,8  12,00 (0,6+1/200)

4,8 (м)7,26 (м)

Таким образом расчет показал, что фундамент строящегося жилого дома (точка 2А) не влияет на фундамент дома (точка 1А).

Постановка и решение задачи №2 состоит в необходимости установить влияет ли разработки грунта под устройство подпорной стены из сборных бетонных блоков на устойчивость существующего здания.

 

Абс.отм.точка 1Б – 139.30; Абс.отм.точка 2Б – 135.0 (рис.3, рис.4)

h139.30-135.004,30 (м)

а3,00 (м)

j₁=31⁰ (Угол принят для аллювиальных отложений: пески желтые, средней крупности, средней плотности, маловлажные)

tg j₁=tg 31⁰=0,6

с₁=1 кПа (Удельное сцепление для песков средней крупности, средней плотности)

р=200 кПа (Среднее давление под подошвой фундамента существующего жилого дома

4,3  3.00 (0,6+1/200)

4,3(м)1,82 (м)

Таким образом расчет показал, что фундамент подпорной стены, обрамляющий площадку прилегающей территории к строящемуся жилому дому (точка 2Б) не допустимо влияет на фундамент существующего жилого дома (точка 1Б). Так же следует отметить, что подпорная стена высотой 2,5 м, расположенная на удалении 3 м от стены существующего здания не может обеспечить устойчивость основания под фундаментом этого здания, т.к. она не рассчитана на соответствующие нагрузки.

2. Обследование отмостки, выполненной по периметру существующего здания, обеспечивающей водоотвод атмосферных осадков от его фундамента и мероприятия, необходимые для обеспечения данного водоотвода. При исследовании этого вопроса было установлено, что отмостка, выполненная по периметру существующего здания обеспечить водоотвод атмосферных осадков от его фундамента не может. Для обеспечения водоотвода атмосферных осадков от фундамента существующего жилого дома необходимо вдоль оси 6-1 и А-Е проложить дренажные трубы или водоотводные латки. Необходимость принятия дополнительных мер по водоотведению атмосферных осадков от существующего жилого дома вызвана следующими обстоятельствами: а) жилой дом расположен на косогорье, имеющий уклон в направлении его заднего фасада; б) площадь водосбора атмосферных осадков (без учета площади водосбора по периметру подпорной стены, выполненной у строящегося жилого дома составляет 1800 – 2000 м². При среднем годовом количестве атмосферных осадков, выпадающих в городе Воронеже (550 мм), годовой водопоток, направленный в сторону существующего жилого дома, составляет 990-1100 м³ ; в) в зимний период между жилым домом и косогором могут образовываться «снеговые мешки», которые при таянии будут дренировать под фундаменты здания; г) при проведении натурных обследований был обнаружен водопровод, расположенный выше существующего здания, вода из которого при случившемся в 2001 г. порыве труб уже подмывала угол дома, что позволяет предположить возможность аналогичных аварий и впредь.

Устройство и контроль качества водоотвода в лотках и дренажных трубах должно осуществляться в соответствии с требованиями СНиП 3.02.01-87, СНиП 3.05.04-85*, СНиП 3.07.03-85*. Учитывая сравнительно небольшую длину участка (40-50 м), подлежащую перехвату атмосферных вод, наиболее экономичными и простыми в эксплуатации решениями по устройству поверхностного водоотвода являются:

1. Прокладка водосточной сети открытого типа, представляющая собой монолитные или сборные ж/б лотки сечением 300х300 мм или 400х400 мм, с минимальным уклоном 0,003 – 0,005, с перекрытием их съемными металлическими решетками или без них;

2. Прокладка водосточной сети закрытого типа, представляющая собой трубопровод из перфорированных труб керамических, асбестоцементных, бетонных и др. Трубы укладывают в открытую траншею и засыпают песком, гравием или другим дренирующим материалом. Диаметр труб принимают 125 – 300 мм. Уклон трубопровода от 0,004 до 0,03.

3. При устройстве водоотводных сетей из железобетонных лотков необходимо контролировать следующие работы: размеры и прямолинейность канав; уклоны, отметки и ровность дна канав; величину заложения и укрепления откосов канав.

4. Контроль качества по устройству закрытого водоотлива состоит в проверке качества труб, материалов фильтрующей засыпки; соответствия технологии производства работ по укладке труб требованиям проекта; соответствия продольных уклонов и отметок поверхности песчаного основания под дренажные трубы проектным; ровности поверхности песчаного основания; соответствия уклонов труб проектным, а также прямолинейности участков уложенных труб между смежными участками; качества выполнения фильтрующей засыпки.

5. Качество дренажных труб перед их укладкой устанавливается путем выборочной проверки. В асбестоцементных трубах перед их укладкой должны быть сделаны пропилы шириной 3—7 мм в шахматном порядке на расстоянии 250—500 мм в зависимости от фильтрационных характеристик грунта. Для фильтрующих засыпок дренажных труб следует применять гравий мелкий и особо мелкий или щебень изверженных пород (размер зерен 520 мм), песок крупный и средний (размер зерен 0,251 мм). Уложенные дренажные трубы должны быть обсыпаны фильтрующим материалом не позднее конца следующего рабочего дня после укладки. Для сброса атмосферных вод, просочившихся через обсыпку к сооружению, стены сооружения должны быть обсыпаны дренирующим материалом толщиной не менее 40 см с коэффициентом фильтрации не менее 5 м/сутки. При устройстве пластовых дренажей недопустимы нарушения в сопряжении щебеночного слоя постели с щебеночной обсыпкой труб. При устройстве дренажа подлежат приемке с составлением актов освидетельствования скрытых работ следующие этапы работ: подготовка основания под трубы, укладка труб и устройство колодцев, засыпка труб.

Рекомендуемые варианты конструкции поверхностного водоотвода (открытого и закрытого поверхностного водоотвода) представлены на рис. 5 и рис.6

Рис.5.Водосточная сеть открытого типа

1-Существующая отмостка шириной 1000 мм

2-Вновь устраиваемая отмостка шириной 500-1000 мм

3-Железобетонные лотки сборные или монолитные, сечением 400х400 мм и уклоном 0,02

4-Металлическая съемная решетка

5-Поверхность грунта, примыкающая к зданию

6-Фундамент существующего жилого дома

Рис.6.Водосточная сеть закрытого типа

1-Существующая отмостка шириной 1000 мм

2-Вновь устраиваемая отмостка шириной 500-1000 мм

3-Перфарированные асбестоцементные трубы диаметром 300 мм, уклон 0,03

4-Крупный гравий или щебень диаметром частиц до 50 мм, толщина слоя 200 мм

5-Мелкий гравий или щебень диаметром частиц 6-8 мм, толщина слоя 150 мм

6-Крупнозернистый песок, толщина слоя 150 мм

7-Фундамент существующего жилого дома

8-Поверхность грунта, примыкающая к зданию

Предложенные варианты открытого и закрытого поверхностного водоотвода являются приблизительно равноценными. Открытый способ более надежный в эксплуатации, но требует эксплуатационных затрат по контролю состояния лотков и их очистке. Закрытый способ несколько менее надежный, не требует регулярных эксплуатационных затрат, но в случае заиливания фильтрующих слоев потребуется затраты, связанные с их заменой. В случае монтажа сборных лотков под них необходимо выполнить песчаную подготовку толщиной 100 мм. В случае устройства монолитных железобетонных каналов (лотков) применять бетон класса Б-15, одинарное армирование арматурными сетками заводского изготовления (класс арматурной стали А-3 диаметр 4 мм) или отдельными стержнями (класс арматуры А-1 диаметр 8 мм). Толщина днища канала (лотка) 80 мм, стен – 50 мм. Уклон каналов (лотков) или дренирующих труб располагать с уклоном от 6 оси к 1-ой и от оси Е к оси А на расстоянии 500-1000 мм от наружных стен. При пересечении въездной площадки устройство канала (лотка) обязательно с перекрытием его съемной металлической решеткой. Выброс атмосферных вод на улицу осуществить посредством асбестоцементной трубы диаметром 300 мм. Общая длина водоотводной системы составляет около 60-70 м (уточняется по месту). Водоотвод должен иметь уклон и соединяться с ливневой канализацией строящегося жилого дома или продлеваться до улицы.

3. Исследование влияния на устойчивость существующего здания трещины в кирпичной кладке под опорой перемычек над въездом в гараж, и мероприятия которые необходимо выполнить для обеспечения устойчивости существующего жилого дома. Трещина в кирпичной кладке под опорой перемычек над въездом в гараж может отрицательно влиять на устойчивость существующего здания. Для обеспечения устойчивости существующего жилого дома необходимо выполнить усиление кирпичной кладки под опорой перемычек металлической обоймой из уголка. Образовавшаяся трещина в кирпичной кладке под опорами перемычек на въезде в гараж имеет длину около 350 мм, раскрытие трещины 1,5-2 мм. (Рис.7)

Рис.7. Схема расположения трещины в кирпичной кладке

1- Трещина в кирпичной кладке под опорами перемычек на въезде в гараж

2- Перемычки на въезде в гараж

3- Существующая кирпичная кладка

Отрицательное влияние, образовавшейся трещины под опорами перемычек над въездом в гараж на устойчивость здания, заключается в том, что при проектном положении перемычек они работают как балки на двух опорах, имея рабочую арматуру в растянутом нижнем поясе. При дальнейшем раскрытии трещины (потеря одной опоры) перемычка начинает работать как консоль, т.е. растянутая зона у нее перемещается в верхнюю часть, где рабочая арматура отсутствует, а бетон на растяжение не работает. В результате данного явления возможно внезапное разрушение ж/б перемычки, а так как они являются несущими то и разрушения здания или его части.

С целью предотвращения аварийного состояния конструкций существующего жилого здания необходимо выполнить усиление кирпичной кладки под опорами перемычек из металлического уголка 100х100 мм, пластинами сечением 480х120х8 мм и металлическими тяжами диаметром 18 мм из стали класса А-3. При трещинах, проходящих по шву, растягивающая сила воспринимается только горизонтальными швами, по которым проходит трещина. Разрушению швов препятствует касательное сцепление, которое в 2-2,5 раза больше нормального. Снижение прочности материалов, связанное с разбросом механических свойств, учитывается коэффициентом однородности или коэффициентом надежности по материалу. Величина коэффициента однородности для кладки находится в пределах 0,45-0,5. Максимальное усилие, которое может воспринимать наружная стена равна:

N=2Rxhxb=2x1,8x150x64=34560кГ

Трещина пересекает более 8 рядов кладки и можно считать коэффициент снижения несущей способности кладки k_нс=0,5.

При коэффициенте безопасности k_бп=1,7, площадь сечения затяжки равна

А_з=1,7N/R_у8c=1,7х34560/0,8х2400=30,6 см²

При четырех затяжках

А¹_з=30,6/4=7,65 см²

Сечение затяжки из полосовой стали располагающийся по поверхности стены составляет 10х80 мм

При затяжке расположенной в штрабе ее сечение должно быть 12х80 мм. Затяжки из круглой стали должны иметь диаметр 18 мм. Тяжи восстанавливают прочность и устойчивость стен, прекращая развитие деформации и трещин. Тяжи натягиваются с помощью натяжных устройств. Усилия натяжения должно составлять 30-50 кН и должно контролироваться тензометрами или индикаторами. Тяжи рекомендуется устанавливать по всей высоте проема через 400 мм. Верхняя часть металлической обоймы должна плотно прилегать к нижней части перемычки. Нижняя часть должна быть заглублена бетонное основание на глубину не менее 100 мм с последующим обетонированием бетоном класса Б-15. После выполнения работ по установки металлической обоймы она обваривается сварной сеткой из проволоки Вр-1, диаметром 4-5 мм с размерами ячейки не более 150х150 мм с последующей штукатуркой цементным раствором. Перед установкой уголков углы кирпичной кладки выравниваются цементным раствором.

4. Исследование причин осадки и образования горизонтальных трещин на подпорной стенке при въезде на площадку перед жилым домом и организация разработки инженерных мероприятий, которые необходимо выполнить для обеспечения устойчивости данной подпорной стенки и устройства одноуклонного въезда на площадку. Причиной осадки подпорной стенки и образования на ней горизонтальных трещин при въезде на площадку перед жилым домом является отсутствие надлежащего фундамента под ней и подтопления атмосферными осадками. С целью восстановление функционального назначения подпорной стенки, расширения въезда на площадку перед домом на 0,5-0,8 м и переустройство его в односкатный предлагается: существующую подпорную стенку– разобрать; грунт в начале въезда на глубину 0,5-0,8м разработать и удалить; с левой стороны въезда откопать траншею под фундамент глубиной не менее глубины промерзания, (т.е.1,2 м) и уложить в нее бетон класса Б-10, после чего восстановить подпорную стенку на проектную высоту, обеспечив отвод атмосферных осадков в систему водоотведения. С правой стороны въезда установить металлические опоры-сваи из металлических труб диаметром 100 мм на глубину 1,2-1,4 м через 600-800 мм. По выступающим из грунта концам свай 100-150 мм выполнить железобетонную балку-ростверк на высоту, обеспечивающую односкатный въезд на площадку. Надо отметить , что устройство фундамента под подпорную стенку по возможно выполнять аналогично указаниям устройства фундамента; разработку грунта выполнять в соответствии с требованиями на производство работ вблизи существующих подземных коммуникаций; размеры, приведенные в данном обследовании , уточняются по месту; в случае возникновения при производстве работ обстоятельств требующих уточнений, за консультацией необходимо обращаться к Разработчикам проекта.

Город без уплотнительной застройки обойтись не может. Строительство новых объектов зачастую оказывает негативное воздействие на конструкцию соседних домов. При исследовании влияния строящегося здания на технико-эксплуатационное состояние жилого дома и его аварийность было установлено, что разработка грунта под устройство подпорной стены из сборных бетонных блоков на устойчивость существующего здания отрицательное влияние оказывает. Разработка грунта под фундаменты строящегося здания (в месте минимального расстояния между существующим и строящемся зданиями) влияния на устойчивость существующего здания не оказывает. Для устранения отрицательного влияния производства земляных работ при устройстве подпорной стены можно рекомендовать: продлить устройство подпорной стены до главного фасада существующего здания; участок подпорной стены, удаленный от существующего здания ближе чем на 10 м выполнить из монолитного железобетона или металлического шпунта, произведя соответствующие расчеты на устойчивость подпорной стенки; производство работ по устройству подпорной стены на этом участке выполнить методом «стенка в грунте» или вдавливанием шпунта в грунт; по всей длине подпорной стены предусмотреть мероприятия исключающие возможность подтопления существующего жилого дома водами от атмосферных осадков. Отмостка, выполненная по периметру существующего здания обеспечить водоотвод атмосферных осадков от его фундамента не может. Для обеспечения водоотвода атмосферных осадков от фундамента существующего жилого дома необходимо проложить дренажные трубы или водоотводные латки. Трещина в кирпичной кладке под опорой перемычек над въездом в гараж может отрицательно влиять на устойчивость существующего здания. Для обеспечения устойчивости существующего жилого дома необходимо выполнить усиление кирпичной кладки под опорой перемычек металлической обоймой из уголка. Причиной осадки подпорной стенки и образования на ней горизонтальных трещин при въезде на площадку перед жилым домом является отсутствие надлежащего фундамента под ней и подтопления атмосферными осадками.

Библиографический список

1.Рекомендации по проектированию и устройству оснований фундаментов и подземных сооружений при реконструкции гражданских зданий и исторической застройки, МГСН 1998 г.

2.Гроздов В.Т. Признаки аварийного состояния несущих конструкций зданий и сооружений, С.-Петербург, 1999 г.

3.Гроздов В.Т. Дефекты каменных зданий и методы их устранения, С.-Петербург, 1994 г.

4.Ройтман А.Г. Предупреждение аварий жилых зданий – М.Стройиздат, 1990г.

5.Сендеров Б.В. Аварии жилых зданий – М.,Стройиздат, 1991 г.

6.Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений – М., Стройиздат, 1986 г.

7.Шкинев А.Н. Аварии в строительстве – М.Стройиздат, 1984 г.

8. Мелькумов, В.Н. Возможность совмещения технико-методического подхода и метода экспертных оценок в диагностике признаков потери несущей способности строительных конструкций / В.Н. Мелькумов, Р.Ю. Мясищев, Ю.Д. Сергеев. - Воронеж: Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. №4(36), 2014. - 54-64 с.

9. Мищенко, В.Я. Мониторинг дефектов и учет старения строительных конструкций жилого фонда / В.Я. Мищенко, Д.А. Драпалюк, Е.А. Солнцев. - Воронеж: Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. №4, 2009. - 118-123 с.

10. Мищенко, В.Я. Прогнозирование темпов износа жилого фонда на основе мониторинга дефектов строительных конструкций / В.Я. Мищенко, П.А. Головинский, Д.А. Драпалюк. - Воронеж: Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. №4, 2009. - 111-117 с.

11. Мищенко, В.Я. Пути совершенствования планирования работ по строительству и технической эксплуатации комплекса объектов недвижимости / В.Я. Мищенко, Д.И. Емельянов, Е.Г.Аноприенко. - Воронеж: Промышленное и гражданское строительство. №6, 2006. - 38-40 с.

12.Мищенко, В.Я. Стохастические алгоритмы в решении многокритериальных задач оптимизации распределения ресурсов при планировании строительно-монтажных работ / В.Я. Мищенко, Д.И.Емельянов, А.А .Тихоненко, Р.В. Старцев. - Воронеж: Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. №1, 2012. - 92-97 с.

13. Мищенко, В.Я. Обоснование целесообразности использования генетических алгоритмов при оптимизации распределения ресурсов в календарном планировании строительства / В.Я. Мищенко, Д.И.Емельянов, А.А .Тихоненко. - Воронеж: Промышленное и гражданское строительство. №10, 2013. - 69-71 с.

Код для цитирования: Скопировать