Представленный фрагмент ГОСТа 27751-2014 обязывает проектировать и возводить строительные объекты (здания и сооружения) с удовлетворением требований как первой, так и второй группы предельных состояний. Если в проекте соблюдены обе группы предельных состояний, то эксплуатация строительных объектов на весь период своего существования будет осуществляться в штатном режиме: без стеновых тещин и чрезмерных кренов.
Фрагмент Федерального закона «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» содержит список возможного вреда строительным объектам, если будут нарушены требования ГОСТ 27751-2014,
СП 22 13330.2016 — это тот документ, которым пользуются все проектировщики России с 2016 года при проектировании грунтовых оснований. Его основа и основа всех ранее действовавших нормативных документов по проектированию грунтовых оснований – это правила для всех ситуаций и сценарий с таким расчетом,
чтобы в процессе эксплуатации не было возможности достижения ни первого предельного состояния, определяемого расчетами оснований по несущей способности,
ни второго предельного состояния, определяемого расчетами оснований по деформациям.
Для того чтобы выполнять расчеты по несущей способности и по деформациям необходимо выполнять инженерно-геологические изыскания, которые делятся на лабораторные и полевые.
Геологические исследования проходят в несколько этапов:
1. Заказчик или проектная организация передает изыскателям техническое задание. В нем указываются сведения о предполагаемом месте возведения дома, так называемое «пятно застройки», размерах и этажности будущего дома, тип фундамента и давление на основание
Далее производятся полевые буровые работы, Выполнение буровых работ подразумевает использование всех способов бурения. Буровой инструмент выбирается исходя из типа скважины. Это шнеки и колонковое оборудование. Количество и глубина скважин, а также расстояние между ними зависят от конкретного проекта – чем больше и выше будущий дом, а значит больше и нагрузка на грунт, тем больше скважин будет сделано. Важная часть полевых работ – определение уровня грунтовых вод.
2. В ходе буровых работ геологи берут пробы грунта, в том числе и просадочных. Добытые образцы в последствии будут исследоваться в лабораториях для определения различных свойств, по которым в дальнейшем будут судить о характеристиках геологических слоев, из которых состоит массив грунта. В ходе проведения исследований выявляют последовательность пластов, их мощность, наличие включений других пород и водоносность.
3. Следующий этап – проведение лабораторных исследований взятых проб грунта с последующей камеральной обработкой данных. В первую очередь специалисты изучают физико-механические свойства грунта и определяют несущую способность породы. Что касается грунтовых вод, в лаборатории определяют ее химический состав и коррозийную активность – степень воздействия воды на материалы, из которых будет возводиться фундамент. При наличии просадочных грунтов в основании важным фактором являются точные значения начальных просадочных давлений.
4. На основании всех данных составляется Технический отчет, из которого становится понятно, насколько пригоден участок для строительства и какие типы строительных работ можно на нем проводить.
Исходные данные Технических отчетов должны служить правдивым источником данных для инженеров и архитекторов – проектантов будущего здания или комплекса. Эти данные являются частью проектной документации и учитываются при выборе фундамента – типа, глубины и материалов, а также при расчете несущих конструкций здания. Учитывая то, что проектные решения всегда проверяются инженерами-экспертами и что эти проверки завершаются разрешением на строительство, можно сказать, что проектных ошибок не существует, но они существуют.
Привожу мысленный эксперимент. Допустим на выделенной строительной площадке должно быть построено высотное здание, и заказчик решил, не жалея денег, на ней провести пять независимых инженерно-геологических исследований. Разные точки отбора грунтов, разный инструмент отбора, разные условия хранения образцов, их транспортировки и испытания и разная квалификация испытателей не дают гарантий тому, что результаты показатели прочностных и деформационных характеристик в 5-ти отчетах будут близнецами. Расхождения между ними будут не только существенными, но и далекими от истины.
Недостатки:
1. Определение прочностных и деформационных характеристик грунтов осуществляется не в полевых условиях, что искажает их точные значения
2. Усреднением значений характеристик камеральными работами создаются трудности в оформлении качественной геологической документации.
Естественно, проектирование основания и фундамента всегда ведется по одному Отчету, который всегда имеет ошибочные результаты, но они практически не наносят существенного деформационного вреда зданиям, если объемная масса скелета подфундаментных грунтов под ними превышает значение 1.65 т/м3.
Для справки: в грунтах с объемной массой скелета больше 1.65 т/м3 отсутствуют свободные поры, т.е. нагруженные зоны подфундаментных массивов являются надежными препятствиями для любых атак подземных вод, но проблема в том, что эти грунты нагружаются с большим запасом несущей способности.
Другое дело, когда объемная масса скелетов подфундаментных грунтов ниже 1,65 т/м3 (такие грунты называют просадочными). Ошибки в определении начальных просадочных давлений по образцам способствуют созданию проектов со скрытыми деформационными дефектами: губит дома не глина, губит дома свободные поры и грунтовая вода, проникающая в напряженную зону под фундаментами.
1. https://bloknot-rostov.ru/news/vlasti-rostova-reshili-spasti-nakrenivshiysya-dom--1567387
2. https://dzen.ru/video/watch/61df19b60dc5936a5ae1b7c1?f=d2d
3. https://yandex.ru/video/preview/14091884770646960333
4. https://yandex.ru/video/preview/10339817928880078123
5. https://yandex.ru/video/preview/8661736854275165287 https://yandex.ru/video/preview/932713848910136616
6. https://yandex.ru/video/preview/176289198959303913
7. https://yandex.ru/video/preview/16800761596435942924
8. https://mozaiyka.ru/po-kakim-prichinam-vozmozhen-kren-sooruzheniya/
Однако, если значения начальных просадочных давлений в Отчетах завышены, то просадочные явления под фундаментами зданий неизбежны и опасны. В Ростове -на- Дону многие здания не выравнивают - их разбирают. К примеру, недавно разобраны дома по адресам: ул. Мечникова 51,53, и пер, Кривошлыковский. Если к данному списку ошибок добавить список всех зданий, поврежденных просадочными грунтами, то это будет список внушительной длины.
Вопрос. А нужны ли Технические отчеты с ложными деформационными характеристиками подфундаментных грунтов? Если нет, то давайте создавать строительную отрасль на применении Альтернативных Строительных Правилах (АСП), в которых нет места ограничениям максимальным осадкам оснований, а прочностные и деформационные характеристики грунтов должны определять только на строительных площадках.
Прочностные характеристики должны определяться либо статическим, либо динамическим зондированием, а деформационные характеристики - скважинным методом (см. статью в этом канале под названием «Проектирование грунтовых оснований без нормирования осадок»). Просадочные грунтовые пробы из скважин нужны только для того, чтобы в лаборатории определить давление второго порога просадочности, то есть то давление, которое преобразует грунт с массой скелета равной, или выше значения 1.65 т/м3.
Зондирование –это полевой метод испытания, который дает наиболее достоверные сведения о свойствах изучаемых грунтов и сопротивляемости фундаментов в таких грунтах на конкретной площадке. Это связано с тем, что испытания в лаборатории часто не обеспечивают необходимой достоверности результатов в силу самой специфики таких испытаний. Не из всякого грунта удается отбирать монолиты ненарушенной структуры для проведения лабораторных исследований (например, пески, особенно водонасыщенные, слабые глинистые). Кроме того, отобранный монолит при лабораторных испытаниях ведет себя не совсем так, как грунт в основании.
Зондирование позволяет оценивать грунт в состоянии его естественного залегания с максимальной эффективностью. Главные достоинства этого метода – его быстрота, то есть возможность проведения большего числа измерений за короткое время. Это немаловажный факт, который связан с двумя главными обстоятельствами.
Во-первых, изучаемый грунт всегда неоднороден, его свойства различны в каждой точке обследуемой площадки. Малочисленные буровые скважины и лабораторные испытания не обеспечивают необходимой полноты получаемой информации, несмотря на свою точность. Всегда остается вероятность, что между буровыми скважинами остались незамеченными «слабые» прослойки или резко изменилась граница несущего слоя. Просчеты такого типа нередко становятся причинами повреждений или даже обрушения построенных объектов.
Во-вторых, применение «экспресс-методов» исследования, таких как зондирование, – это наиболее подходящий метод сокращения стоимости и продолжительности инженерных изысканий с высокой достоверностью получаемых результатов. Зондирование дает более достоверную информацию, чем бурение скважин.
Преимущества динамического зондирования
- Экономическая целесообразность;
- Точное определение структуры грунта;
- Высокий показатель производительности, простая работа и настройка;
- Получение правильных данных о структуре слоев грунта при невозможности проведения других методов исследования;
- Скорость исследования.
Динамическое зондирование значительно сокращает стоимость изысканий и срок проведения полевых работ, так как зондировочные испытания выполняются гораздо быстрее и стоимость их значительно ниже буровых и горнопроходческих работ, лабораторных исследований и других опытных испытаний грунтов. Так, геологический разрез 15-20 м получается в 2-3 раза быстрее, чем с помощью данных бурения, а его стоимость в 3-4 раза дешевле.
На представленной схеме показаны девять точек зондирования (пять из них совмещены со скважинами, в которых определяются осадки), пять осадочных скважин и одна скважина для отбора проб, предназначенных для лабораторных исследований.
Высота недобора грунтов в забуренных скважинах давлением, равным давлению проектируемого фундамента и есть ожидаемые осадки основания в заданных точках, по значениям которых должна определяться их неравномерность.
Для информации: если в современном строительстве неравномерность осадок оснований является важнейшим фактором, то с применением обособленных оснований и клавишных фундаментов является фактором второстепенным. В строительстве будущего она нужна для ориентировки: сколько раз до окончания строительства придется обнулять текущую разность осадок. Так как текущая разность осадок любого клавишного фундамента гарантированно не может превышать нормируемых пределов, то надфундаментные конструкции зданий можно рассчитывать без негативных воздействий оснований.
Осталось малое: для того, чтобы масса скелета грунтов под всеми высокими зданиями превышала значение 1,65 т/м3 надо применять клавишные фундаменты и обособленные основания, а до этого надо ждать, когда в системе Минстроя России придет понимание того, что для организации беспроблемного строительства нужно в ближайшее время отредактировать и ввести в действие предложенные мною Альтернативные Строительные Правила «Основания и фундаменты с дометровыми и заметровыми осадками».