Рис. 1
На рис 1 представлена КЭ модель условного многоэтажного здания на антикреновом фундаменте.
Рис. 2
Антикреновый фундамент состоит из монолит-плиты и 21-го клавишного блока над которыми в монолитных стенах подвала предусмотрены домкратные проемы с закладными деталями П-образной формы (рис. 2).
Рис. 3
В этом случае (рис. 3) все клавишные блоки, также как и монолит-плита, опираются на сплошное пастернаковское основание и являются опорами для подвальных стен. Клавишные блоки изготавливаются в заводских условиях. Они должны иметь пирамидальные наклоны граней и на толщину бетонной подготовки, выше проектируемой монолит-плиты. Контактировать клавишные блоки с бетонной подготовкой, монолит-плитой и стенами подвала должны либо через жирную смазку, либо через слои пленочных материалов.
Рис. 4
На рис. 4 изображено сплошное основание с одним условными коэффициентами постели С1
Рис. 5
На рис. 5 - результат деформационного расчета с выявлением максимального и минимального значений осадок, -912.5 и -1002.5 мм.
Рис. 6
На рис. 6 - результат деформационного расчета с выявлением максимального значения наклона здания в сторону расположения лестничной клетки, 129.3 мм., который в 4-ре раза превышает нормируемый предел 30 мм.
Рис. 7
На рис. 7 изображено грунтовое основание после домкратного вдавливания 9-ти клавишных блоков на глубину расположения клавишного блока с лидирующей осадкой, т.е. на глубину – 1002.5 мм.
Рис. 8
На рис 8 изображено положение клавишного блока после вдавливания в грунт распорными усилиями гидравлических домкратов. В таком положении происходит обнуление нагрузок от подвальной стены на клавишный блок.
Рис.9
Однако, если потребуется увеличивать нагрузку на клавишный блок, например, под внутренними подвальными стенами, или наружными подвальными стенами со стороны наклона, то образовавшиеся зазоры должны фиксироваться наборами жестких пластин, рис. 9.
Рис. 10
На рис. 10 – результат деформационного расчета с выявлением максимального и минимального значения осадок. Обнуление нагрузок на клавишные фундаменты со стороны противоположной наклону позволяет не только обнулять текущие наклоны, но и создавать наклоны противоположного знака.
Рис. 11
На рис 11 изображение антикренового фундамента на обособленном грунтовом основании, модель Винклера. Красные прерывистые линии по наружному периметру монолит-плиты обозначают узкие прорези, заполненные пластичным материалом, которые предназначены для обнуления касательных напряжений между двумя поверхностями узких прорезей (1). Разрывы в прорезях делают для выхода из-под фундамента выжимаемых из пор грунтовых вод.
Рис. 12
На рис. 12 показаны узлы монолит-плиты и наружных подвальных стен с объединенными вертикальными перемещениями.
Рис. 13
На рис. 13 показаны результаты максимальных и минимальных осадок здания при сохранении нормированного наклона здания.
Вывод: Напряженно Деформированное Состояние (НДС) рассчитанных надфундаментных конструкций здания и фундамента не зависит от величины коэффициента постели С1, поэтому, если это здание сделать типовым, то отсутствует необходимость в пересчете его при привязке к другим строительным площадкам при совпадении ветрового района;
Рис. 14
На рис. 14 изображено здание, антикреновый фундамент которого опирается на обособленное грунтовое основание. Узкие прорези, глубина которых может превышать 25 м., формируют модель Винклера. Осадки винклеровского слоя должны определяться буровыми мастерами совместно с геологами полевых работ на строительных площадках.
Известно, что водопроницаемой структурой обладают те нескальные грунты, объемная масса которых ниже 1.7 т/м3. С плотностью ниже 1.7 т/м3 грунты оказались в зоне строительства Нового города Набережные Челны и Нового города Волгодонск. Но в Набережных Челнах фундаменты жилых зданий закладывали в глубокоосадочно вытрамбованные котлованы, которые повышают плотность подфундаментных грунтов за счет расплющивания водопроницаемых пор (информация в Интернете:
http://www.stroitelstvo-new.ru/fundament/69.shtml ). Поэтому жилые здания в этом городе до сегодняшнего дня эксплуатируются без деформационных повреждений. Напротив, в г. Волгодонске осадки с просадками многих зданий имеют околометровые значения и только потому, что их фундаменты устраивали в отрытых экскаваторами котлованах, которые сохранили природную плотность подфундаментных грунтов и водопроницаемую пористость в законсервированном состоянии (информация в Интернете
http://vpravda.ucoz.net/news/35_j_obekt_firmy_interbiotekh/2016-04-29-608 ).
Выводы. Опорой для конструкций бывает не только земля, но и вода. Например, российские сухогрузные суда «река – море» формируют осадку воды в диапазоне от 4.5 (RSD16) до 9.2 (DCV16) м. Это логично: чем больше масса судна, тем больше осадка воды. Нелогичны осадки земли: наибольшая осадка от воздействий трамбовок (более 200.0 см), допустимая осадка от воздействий жилых домов (до 20.0 см), и самая маленькая осадка - от башни Лахта центр (12.0 см). выходит: чем больше масса, тем меньше осадка. Вот на эту нелогичность в строительной отрасли мы впустую тратим огромные денежные средства как на применение свай, так и на восстановление вертикальности поврежденных зданий.
Выходит, что значительные осадки земной поверхности – фактор негативный, а осадки поверхностей воды - позитивный. Негативный фактор – это недопустимые крены. О том, что крен превысил установленный предел, жители домов узнают после отключения лифтового оборудования, а экипажи контейнеровозов - после соскальзывания в воду палубных контейнеров. Вероятно, стоимость утраченного имущества компенсирует перевозчик, поэтому, для исключения чрезмерных кренов судов массовое применение получили как динамические, но и в последнее время начнется массовое применение и статических антикреновых устройств,
Вывод: если основание для пизанской башни проектировал человек, не имеющий инженерного образования то Новый город Волгодонск был построен по проектам оснований с участием инженеров-геологов, инженеров – проектировщиков и инженеров—экспертов, которые скрупулезно выполняли предписания действовавших в то время СНиП, разработанных НИИОСПом.
Рис. 15
На рис 15 изображен узколенточный антикреновый фундамент с клавишными блоками, который должен применяться для зданий средней высоты (4-9 этажей) и для зданий многоэтажных (10-16 этажей).
Рис.16
На рис. 16 представлены временные преднапряженные стальные растяжки, которые предназначены для уменьшения разности осадок между фундаментами стен и колонн. В данном варианте растяжки препятствуют прогибу плиты под колоннами.