Кто-то из Великих сказал: «Нет ничего в природе, из чего нельзя было бы извлечь пользу».
Если соль в морях и океанах делает воду непригодной для питья и приготовления пищи, то водопроницаемые поры в нескальных грунтах, делают грунтовые основания непригодными для нормальной эксплуатации зданий. Однако если человек давно научился избавлять соленую воду от кристаллов соли, то от избавления нескальных глинистых грунтов от водопроницаемых пор до сих пор нет недорогих и надежных решений.
Земля - наш дом. Мы живем и работаем на поверхности Земли, сложенной различными грунтами - горными породами. Именно они несут бесчисленные здания и сооружения, из них мы черпаем материалы для строительства.
Небоскребы Манхеттена. Они могли бы быть значительно выше, потому что опорой для них служит скальный грунт, прочный и практически несжимаемый, что значительно снижает затраты на проектирование. Для того чтобы запроектировать скальное основание в нашей стране, проектировщику потребуется знать только один показатель – Rc и одну формулу,
которая и сегодня включена в СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений» под номером 5.28.
После Великой Октябрьской революции наша Родина превратилась в обширную стройку: начали создаваться новые города. Возникла острая необходимость в широком освоении верхней части земной коры, которая в основном состоит из нескальных пород, обладающих высокой сжимаемостью и низкой прочностью, особенно просадочные грунты при взаимодействиях с грунтовыми водами. Несущая способность нескальных грунтов практически не рассчитывается, а расчеты оснований по предельным деформациям оснований, цель которых проектирование грунтовых оснований с допредельными максимальными и средними осадками, оставляют огромные резервы несущей способности подфундаментных грунтов.
Рассматривая Таблицу предельных деформаций оснований (СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений»), можно увидеть, что значения предельных кренов в 3-м столбце отсутствуют, и, вероятно, потому что их значения совпадают со значениями 2-го столбца.
Четвертый столбец – это значения предельных вертикальных перемещение оснований совместно с фундаментами и надфундаментными конструкциями зданий, называемые осадками. Таблица Г.1 свидетельствует о том, что в строительной отрасли, де-юре, для жилых зданий исключается возможность проектирования и применения грунтовых оснований с осадками 20+ см.
Если для вертикальных перемещений жилых зданий установлен 20-ти сантиметровый предел,
то вертикальное перемещение клетей в вертикальных шахтных стволах не имеет границ, и только потому, что на всем участке перемещений крены клетей не способны превышать установленную норму.
Отсюда вывод: последняя графа в Таблице Г1 лишняя, а здания нужно строить так, чтобы с целью расплющивания водопроницаемых пор осадки оснований всегда в разы превышали предельные значения, напротив, крены этажных плит перекрытий всегда были бы в границах нормируемых пределов.
Для решения таких задач еще в конце 70-х годов прошлого века был изобретен и испытан регулируемый фундамент, который способен обнулять крены этажных перекрытий, независимо от величин неравномерных осадок оснований (п. 1, абзац 5), а стало быть, независимо и от величин крена и величин средней и максимальной осадки.
Тогда, когда регулируемые фундаменты стали массово применять на Украине в нормативных документах, должна быть появиться Таблица предельных деформаций оснований, представленная на рис, выше,
и запоздалое требование, которое сегодня находится в п. 5.5.12 СП 21.13330.2012 «Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах», но только с зачеркнутым словосочетанием «в процессе эксплуатации».
Тогда бы на просадочных грунтах возводились бы высокие здания с регулируемыми по ходу строительства этажными перекрытиями, которые своими давлениями на поверхность оснований не до 0,3 МПа, а с превышением 1.0 МПа, формировали околометровые осадки с расплющиванием водопроницаемых пор. При этом крены фундаментов и оснований могли бы иметь как запредельные значения, так и, при отсутствии боковых замачиваний нагружаемых грунтов, возможны значения и допредельные.
В 1981 году после опубликования патента № 863775 «Способ исправления положения сооружения» https://patents.su/4-863775-sposob-ispravleniya-polozheniya-sooruzheniya.html , в котором обнуляются запредельные крены не только этажных перекрытий, но и совместные крены фундамента и основания, а стало быть, Таблица предельных деформаций оснований должна была вновь обновиться (см. рис. выше). Но двойного обновления так и не произошло, что стало непреодолимым препятствием для применения клавишных фундаментов, как ленточных, так и плитных, с функциями управления кренами.
Действительно, природа многообразна, и жизнь в ее условиях осуществляется только потому, что из нее человек всегда извлекал и будет извлекать для себя пользу. В моем случае водопроницаемые грунтовые поры в подфундаментных грунтах всегда играли роль скрытого вандала, но, с применением креноуправляемых фундаментов и оснований, эта роль будет утрачена навсегда, конечно, при условии, когда НИИОСП им. Н.М. Герсеванова и Минстрой России примут решение о вводе в действие Альтернативных Строительных Правил (АСП), цель которых проектирование и применение грунтовых оснований с дометровыми и заметровыми осадками. Притом, грунтовые основания с дометровыми осадками, де-факто, вследствие допущенных проектных ошибок, давно эксплуатируются, например, в г. Волгодонске,
http://vpravda.ucoz.net/news/35_j_obekt_firmy_interbiotekh/2016-04-29-608
и, де-факто, впервые в нем одноразово обнулялись крены этажных перекрытий по ходу строительства в жилых домах, расположенных в районе горвоенкомата. Теоретически в этих домах допредельные крены этажных перекрытий могли бы обнуляться много раз, если бы дома были высотными и грунтовые основания под ними воспринимали бы давления фундаментов с превышением 1.0 МПа.
Развитие народного хозяйства, рост населения Земли – все это требует расширения освоенных территорий и возрастающего использования грунтовой среды.
Что для этого предлагает строительная наука – дальнейшее совершенствование и уточнение методов исследования грунтов, создание новых, более совершенных приборов и, наконец, углубление теоретических основ знаний о формировании свойств грунтов. Задача ближайшего будущего – еще более глубокое проникновение в тайны грунтов, в особенности их структуры и состава, и, опираясь уже на эту базу, создание математических приемов моделирования и прогноза деформационных и прочностных свойств грунтов для того, чтобы проектировать грунтовые основания в границах установленных норм.
Список затратных работ, связанных с необходимостью проектировать грунтовые основания с осадками в нормируемых пределах:
1. Использование тяжелых трамбовок, сбрасываемых с больших высот, ударная энергия которых направлена на расплющивание водопроницаемых пор в верхних грунтовых зонах
2. Применение свайных оснований, которые исключают в работе основания сжатие водопроницаемых пор
3. Глубинное укрепление массивов. Оно заключается в нагнетании под давлением через специальные скважины различных укрепляющих веществ, (жидкого стекла, цементных, битумных, глинистых и химических растворов), которыми заполняются водопроницаемые поры.
Становится очевидным, что ограничение осадок оснований не позволяет наиболее полно использовать несущую способность подфундаментных грунтов, не позволяет достаточно точно учитывать деформации грунтовых оснований под действием нагрузки от зданий и сооружений и не позволяет принимать наиболее экономичные решения. Кроме того, если перечисленные виды работ не закладываются в проекты, то в эксплуатационный период приходиться выделять достаточно крупные денежные средства на Повышение Эксплуатационной Надежности (ПЭН) зданий:
https://www.gorduma.org/news/prressa-o-dume/item/peny-silno-podorozhali.html
Выводы:
Если клавишные фундаменты с антикреновыми функциями будут оказывать давления на основания свыше 1.0 МПа, то они будут выполнять ту же работу, которую выполняют тяжелые трамбовки, только не динамически, а статически. А в тех случаях, когда под фундаментами будут применяться обособленные основания, то подфундаментный грунт с применением струйного оборудования «Струя-60» может уплотняться на глубину до 60 метров.
Обособленные основания бывают как природные, так и рукотворные, которые применяются для буровых установок. Так почему же при наличии антикреновых фундаментов строительная наука жестко, а главное без доказательств, блокирует применение обособленных оснований. Ответ простой, да потому что проектирование обособленных оснований и оснований скальных будет осуществляться по одной и той же формуле № 5.28 СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений», и потому, что осадки обособленных оснований будут определяться не с применением математических моделей, а непосредственно буровыми инженерами на строительных площадках. Известно, что лучшее – враг хорошего. Механику грунтов НИИОСП им. Н.М. Герсеванова считал лучшим инструментом для проектирования грунтовых оснований, но теперь лучшим инструментом по праву нужно считать антикреновые фундаменты и обособленные основания, поэтому Механика грунтов обречена на вытеснение. Информацию по антикреновым фундаментам и обособленным основаниям можно найти в предыдущих 5-ти статьях моего канала. Ленту читать начиная снизу вверх.
Если у НИИОСПа им. Н.М. Герсеванова через 4-ре десятилетия, наконец-то, появится понимание того, что запредельные осадки могут приносить пользу, то он должен для российской экономики сделать три добрых дела:
1) признать проектирование нескальных грунтовых оснований для жилых зданий в границах 20-ти сантиметрового осадочного предела за последний сорокалетний период научной ошибкой;
2) отменить нормы давлений на основания и нормы максимальных и средних осадок оснований для зданий на клавишных антикреновых фундаментах;
3) до конца 2022 года доработать и подготовить к введению в действие предложенный мною проект Альтернативных Строительных Правил (АСП).