Следует признать, что СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений» — это инструмент для проектирования грунтовых оснований под высокими жилыми зданиями с 20-ти сантиметровым осадочным пределом.
С 20-ти сантиметровым пределом по требованиям СП 21.13330.2012 «Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах» и СП 24.13330.2011 «Проектирование и устройство свайных фундаментов» должны проектироваться подрабатываемые, просадочные и свайные основания.
20-ти сантиметровый предел продиктован опытом эксплуатации зданий. Было замечено, что с превышением 20-ти сантиметрового предела резко увеличивается опасность нанести деформационный вред эксплуатируемым зданиям запредельными кренами. В большей степени эти опасения соответствуют истине: в г. Волгодонске в обозримом будущем грунтовые основания, запроектированные для 20-ти сантиметрового предела, будут иметь околометровые осадки с просадками. Если бы в арсеналах строителей отсутствовали стенорезные машины, стенорезные инструменты и гидравлические домкраты, то волгодонские здания пришлось бы уничтожать взрывами или разбирать по частям
Известно: если в морских и океанских водах содержится избыток соли, то в верхних слоях нескальных грунтов, используемых для строительства, - избыток пор. Опреснение морских и океанских вод - задача не реальная, а вот избавление подфундаментных грунтов от наличия водопроницаемых пор - задача легко исполнимая. Для этого нужно проектировать и применять грунтовые основания с дометровыми и заметровыми осадками, проектируемые по требованиям Альтернативных Строительных Правил (АСП), проект которых приводится ниже.
Антикреновые основания зданий и сооружений с дометровыми и заметровыми осадками.
(проект)
АСП ХХ-13330-2022
Настоящие правила должны соблюдаться при проектировании зданий и сооружений с применением обособленных оснований и клавишных фундаментов. (Далее для кратности, где это возможно, вместо термина «здания и сооружения» используется термин «сооружения»).
Действие АСП не распространяется на проектирование сооружений, возводимых на вечномерзлых, закарстованных и скальных грунтах.
1. ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ ОБОСОБЛЕННЫХ ОСНОВАНИЙ
Обособленными основаниями называются грунтовые массивы, которые от поверхности дна котлована до своей подошвы отделяются от законтурных грунтов вертикальными узкими прорезями, заполненными пластичными материалами. Практическая ценность таких оснований заключается в том, что их вертикальные деформации осуществляются без вовлечения законтурных грунтов.
1.1. Проектом оснований должна быть предусмотрена срезка плодородной почвы или насыпного грунта;
1.2. Обособленные основания должны проектироваться на основе:
а) результатов инженерно-геодезических и инженерно-геологических данных для строительства;
б) нагрузок, действующих на фундамент;
в) технико-экономического сравнения вариантов проектных решений оснований и фундаментов (с оценкой по приведенным затратам) для принятия варианта по критерию максимально возможного использования прочностных и деформационных характеристик подфундаментных грунтов и физико-механических свойств материалов клавишных фундаментов. Вариантов должно быть два: первый вариант – с ограничением осадок оснований предельными значениями, второй вариант – с запредельными осадками.
.3. Необходимая глубина залегания подошвы обособленных оснований определяется, по результатам статического зондирования территории строительной площадки, а именно, подошва обособленного основания должна располагаться на отметке, где лобовое сопротивлению конуса qs в нижерасположенных слоях незначительно превышает давление на поверхность основания р. Например, приведенный график показывает, что на глубине 3-х метров можно разместить клавишный фундамент с давлением на дно котлована около 2.5 МПа. Для сравнения: давление фундаментов на поверхность просадочных грунтов по действующим Правилам не должно превышать 0.3 МПа, а на поверхность грунтов с применением свай меньше 0.1 МПа, потому что почти вся нагрузка от сооружения передается не на грунт, а на головы железобетонных свай.
1.4. Надо учесть то, что продвижение конуса зонда происходит за счет выдавливания грунта в стороны, а продвижение клавишного фундамента на обособленном основании только за счет его сжатия, поэтому значения лобовых сопротивлений движению заостренного зонда, для проектирования плитных фундаментов слишком занижены. Лучшим вариантом является значения Расчетных сопротивлений грунтов таблицы 7.2 СП 24.13330.2011 «Проектирование и устройство свайных фундаментов».
1.5. Если грунты просадочные, то глубина узких прорезей должна быть не меньше глубины залегания непросадочных грунтов. Проектирование давления на грунт должно быть не ниже давления второго порога просадочности (4). Давления второго порога просадочности определяются в лабораторных условиях, и эти давления, от воздействий которых просадочный грунт становится непросадочным, должны отражаться в Технических отчетах инженерно-геологических изысканий при исследованиях относительной просадочности грунтов по каждой скважине.
1.6. Значения осадок должны определяться выбуриванием скважин на глубину залегания подошвы обособленных оснований с последующим возвратом выбуренного грунта в скважину обратным вращением шнека под нормативным давлением, которым будут нагружаться поверхности дна котлованов. За величину ожидаемой осадки основания нужно принимать высоту недостающего грунта в скважине. При известной величине осадки S коэффициент постели С1 = p/S.
1.7. Месторасположение и количество точек статического зондирования, а также месторасположение и количество точек, в которых должны определяться осадки оснований, должны быть указаны в графической части заданий, выдаваемых на проведение инженерно-геологических изысканий строительной площадки. Количество точек для определения статического зондирования и количества точек для определения ожидаемого крена фундамента на площадке должно быть не менее 4+4.
1. КОНСТРУИРОВАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ КЛАВИШНЫХ ФУНДАМЕНТОВ И ОБОСОБЛЕННЫХ ОСНОВАНИЙ
К клавишным фундаментам относятся такие фундаменты, которые в своем составе имеют вертикально подвижные блоки, способные воспринимать вертикальные нагрузки не только от стен подвалов, но и от гидравлических домкратов. Практическая ценность клавишных фундаментов заключается в том, что они способны обнулять собственные крены как в процессе строительства, так и в период эксплуатации.
Эскиз и описание клавишного плитного фундамента на обособленном основании.
Состав: 1 – клавишные блоки заводского изготовления, которые могут укладываться не только под наружными, но и под внутренними стенами подвалов; 2 – монолит-плита на монолитной бетонной подготовке; 3 – монолитные наружные подвальные стены; 4 – узкие вертикальные прорези, заполненные пластичным материалом; 5 – не нарушенные участки грунтов для выдавливания грунтовых вод; 6 – модель сжатия обособленных оснований под антикреновым фундаментом.
Изготовление: согласно проекту на выровненную поверхность дна котлована укладывают клавишные блоки с таким расчетом, чтобы они служили опорами подвальных стен с нулевыми эксцентриситетами. После укладки клавишных блоков до бетонирования монолитной подготовки и монолит-плиты, пирамидальные боковые поверхности каждого клавишного блока на всю высоту должны обматываться несколькими пленочными слоями или на них наносят густую смазку.
После устройства клавишного фундамента вдоль его наружных граней делают узкие прорези с определенной глубиной и с заполнением пластичным материалом,
а также приступают к бетонированию стен подвала, притом в наружных стенах непосредственно над каждым клавишным блоком оставляют проемы для установки гидравлических домкратов.
Процедура обнуления кренов: для обнуления текущих кренов клавишного фундамента необходимо все клавишные блоки, находящиеся на стороне противоположной наклону возводимого здания, распорными усилиями гидравлических домкратов, установленных в домкратные проемы, поочередно должны вдавливать в грунт на ту глубину, на которой находится клавишный блок с лидирующей осадкой. Притом переход к новому клавишному блоку должен осуществляться тогда, когда в домкратах предшествующего блока будут восстановлены давления, которые были зафиксированы в момент отрыва клавишного блока от подвальной стены. Обнуление допредельного крена монолит-плиты, а стало быть, и здания будет осуществляться при одновременном медленном сбросе давлений во всех установленных домкратах. В этом случае поворот здания будет осуществляться до упора подвальных стен в ранее оторванными от них клавишные блоки.
Процедура удерживания возводимых зданий в вертикальном положении: грунтовые основания нагружаются ступенями и после каждой ступени, конечно, при необходимости, нужно обнулять текущий допредельный крен фундамента. Обязательно перед каждым обнулением крена монолит-плиты разности осадок между каждым клавишным блоком и блоком, лидирующим в осадке, должны быть записаны в Журнале учета, что необходимо для определения динамики затухания неравномерных осадок основания. При этом конечные максимальные осадки оснований, при околонулевых кренах фундаментов всегда будут в разы превышать нормируемые пределы, установленные Таблицей Г.1 действующего СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений».
Моделирование расчета: основание - модель Винклера, фундамент - монолит-плита без клавишных блоков, все вертикальные перемещения узлов, соединяющие наружные стены подвала с монолит-плитой, должны задаваться объединенными. Для определения модулей деформации Е можно пользоваться известными значениями р и S, но модули деформации могут иметь и потолочные значения, так как усилия и изгибы в монолит-плитах при любых значениях Е всегда одинаковы.
Преимущество: клавишные фундаменты – это инструменты, которые позволяют проектировать глубокоосадочные грунтовые основания по упрощенным правилам и с наибольшей достоверностью в прогнозировании осадок оснований, т.к. осадки оснований теперь будут определяться на строительных площадках и без инженерных расчетов, трудоемких и, как правило, с ошибочными результатами.
Основное оборудование: обычное, которое применяется для устройства узких прорезей в грунтах с заполнением их глинистыми материалами при устройствах противофильтрационных завес, и которым выравнивают надфундаментные конструкции аварийных зданий.
По аналогии должны проектироваться и применяться клавишные ленточные фундаменты.
Фамилия и инициалы разработчика – Ирхин В.Д.
Тел. дом: +7 (863) 250-23-23 – для заключения договоров с проектными организациями, застройщиками и техническими заказчиками на использование запатентованных решений).
Ссылочные источники:
1) Патент Р.Ф. № 2691799 «Клавишный плоский фундамент»;
2) Патент Р.Ф. № 2167243 «Способ посадки зданий на нескальные основания»;
3) Патент Р.Ф. № 2170305 «Способ повышение прочности нескальных оснований»;
4) В.И. Крутов, «Основания и фундаменты на просадочных грунтах», Киев, «Будивельник», 1982, стр.11, 55.
© В.Д. Ирхин 2022 г.
Известно о том, что все существовавшие в разное время нормативные документы по проектированию грунтовых оснований включали в себя основные требования. В СП 22.13330.2016 они записаны в п.4.4:
«При проектировании оснований и фундаментов должны быть предусмотрены решения, обеспечивающие надежность, долговечность и экономичность на всех стадиях строительства и эксплуатации сооружений. Необходимо проводить технико-экономическое сравнение возможных вариантов проектных решений для выбора наиболее экономичного и надежного проектного решения, обеспечивающего наиболее полное использование прочностных и деформационных характеристик грунтов и физико-механических свойств материалов фундаментов и других подземных конструкций».
Обращаю внимание на зачеркнутые требования, которые никогда не исполнялись, и не могли исполняться в условиях ограничения осадок оснований, но с применение АСП, выполнение этих требований должно быть обязательным, которые должны контролироваться экспертными организациями, с документальным отражением экономического эффекта, выраженного в рублях с соответствующей долей авторского вознаграждения.
https://zen.yandex.ru/media/id/62632134d72bda111cf739a3/bitva-za-grafen-tv-5yi-kanal-otkrytaia-studiia-62718f34fca95f149c10d72f?&t=6
Тот, кто посмотрит видеоролик по вышеприведенной ссылке поймет, почему в нашей стране блокируются изобретения. Изобретатель предоставляет патент, имеются образцы фильтров и результаты их испытаний, но официальная наука упорно называет изобретателя шарлатаном.
Глубокоосадочное фундаментостроение – это ресурсосберегаемое направление в строительстве, но оно более 20 лет своими необоснованными отписками блокируется НИИОСПом им. Н.М. Герсеванова, монополистом в разработках нормативных документов по проектированию грунтовых оснований. АСП не может стать государственным документом, но доработанным и утвержденным документом для внутреннего использования может стать в любой проектной организации. Жду обращений для профессионального общения.
