По традиции каждый студент, получая документ о медицинском образовании, дает клятву с обещанием в своей практической деятельности не наносить вреда здоровью своим пациентам.
Точно также каждый проектировщик нулевого цикла, применяющий в своей работе СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений» аналогичный текст клятвы видит в п. 4.4, которая обязывает его для исключения экономического и деформационного вреда проектируемым зданиям и сооружениям всегда проводить технико-экономическое сравнение возможных вариантов оснований и фундаментов по следующим критериям: наиболее полного использования прочностных и деформационных характеристик подфундаментных грунтов, надежности, долговечности и экономичности на всех стадиях строительства и эксплуатации сооружений. Автором этой клятвы является НИИОСП им. Н.М. Герсеванова, которую он постоянно использует в своих нормативных документах по проектированию грунтовых оснований с 1948 года.
Проблема в том, что медицинская клятва - клятва постоянно исполняемая, чего не скажешь о клятве проектировщиков: которая до сих пор не находит применения в разрабатываемых проектах, что наносит значительный вред строительному производству.
Если бы указанная клятва исполнялась при проектировании грунтовых оснований, то не применялись бы свайные основания, которые удорожают строительство до 15% и не возникали бы траты на повышение эксплуатационной надежности (ПЭН) передеформированных и поврежденных зданий. Бытует мнение, что здания с запредельными наклонами нужно сносить, чем ремонтировать.
Если у человека причиной многих заболеваний являются нервные перенапряжения, то у зданий и сооружений причина заболеваний – узаконенные значения норм максимальных и средних осадок оснований, препятствующих наиболее полному использованию прочностных и деформационных характеристик подфундаментных грунтов.
Подошва фундаментов – это плоскость, и она при заливке фундамента обычно находится в положении нулевого коробления и крена.
Коробление или депланация подошвы фундамента — это искривление, которое происходит из-за приложения с верхней стороны неравномерных нагрузок на фундамент, а с нижней стороны неравномерных осадок оснований.
Все виды коробления подошвы фундамента, как без крена, так и с креном вызывают дополнительные усилия и деформации в конструкциях возводимых и эксплуатируемых зданий, поэтому, для того чтобы реальные коробления и крены подошвы фундаментов не наносили деформационный вред зданиям эти усилия и деформации должны всегда путем прогноза точно учитываться в проектном процессе.
Деформация здания – это изменение формы и размеров строительных конструкций, в том числе и от коробления подошвы фундаментов, а крен здания зависим только от крена подошвы фундамента и не зависит от величин равномерных осадок.
Но так, что Механика грунтов с ее теориями не являются инструментом для точного прогнозирования короблений и кренов подошвы фундаментов, то исходя из практических наблюдений за эксплуатируемыми зданиями было установлено, что качественные и количественные характеристики короблений и кренов будут всегда соответствовать нормальным условиям для эксплуатации зданий только при условии, если максимальные и средние осадки основания не будет превышать нормируемых пределов.
Основания бывают скальные и нескальные.
Вероятность соблюдения норм максимальных и средних осадок скальных оснований всегда равна единице.
Вероятность соблюдения норм нескальных оснований с плотностью скелета грунтов свыше 1.6 т/м3 близка к единице, но при очень низком уровне использования прочностных и деформационных характеристик подфундаментных грунтов.
Вероятность соблюдения норм нескальных оснований с плотностью скелета ниже 1.6 т/м3 даже при низком уровне использования прочностных и деформационных характеристиках подфундаментных грунтов близка к нулю.
Практикой эксплуатации зданий установлено, что из всех материалов, которые применяются в строительстве наибольшей деформацией обладают нескальные подфундаментные грунты, особенно грунты просадочные, и только потому, что в их недоуплотненных структурах находятся большие легко сжимаемые объемы пустого пространства.
Недоуплотненность грунтов выражается в их низкой степени плотности, характеризующейся объемной массой скелета в пределах обычно 1.2-1.5 т/м3, пористостью 0.6-0.45
Пустое пространство – это совокупный объем закрытых и открытых пор в единице его объёма. Закрытые поры представляют собой поры, занятые газами и/или жидкостями, а к открытым порам относятся те поры, через которые при конкретном давлении и температуре могут передвигаются и газы, и жидкости.
Карст — это тоже пустое пространство, но такие пустоты недопустимы для строительства. На рисунках выше можно отметить, что вертикальный провал грунта произошел из-за того, что его вес превысил силы сцепления и трения по периметру провального грунта, и что огромные вертикальные перемещения провального грунта не причинило деформационного вреда окружающим строениям.
Рhttps://dzen.ru/a/YmA0UBj7Rl2kkEc9 Как возводят дымовые трубы России.
Привожу мысленный эксперимент: допустим, что под пятном провала нет карста и на этом пятне решили возвести дымовую трубу малого диаметра. Когда был сделан фундамент, то на глубину заложения кровли надежного грунта по периметру фундамента сделали заполненную густой смазкой вертикальные прорези. Тогда по мере возведения трубы осадка основания осуществлялась бы за счет ликвидации пустого пространства, как в закрытых, так и в открытых грунтовых порах. Притом осадка от равномерной нагрузки и равномерного реактивного отпора однородного основания была бы равномерной. Значения такой осадки могло бы в разы превысить установленную норму, естественно, если бы запредельные осадки были узаконены СП.
Тhttps://dzen.ru/a/YVlOur58JnFVxzSf Труба №1: самый высокий промышленный объект в России. Ее диаметр - 39.0 м., толщина надфундаментных стен – 1.0 м., высота трубы – 370.0 м.
На рис. изображен ленточный клавишный фундамент на обособленном основании, который мог бы реально применен для этой трубы, где:
1 – сборные клавишные блоки, 2 - монолитные участки ленты, имеющие арматурную связь с конструкцией стены, 3 – стена трубы, 4 – домкратные ниши, 5 - жирная смазка в тонком вертикальном разрезе, 6 – вертикальные грунтовые полосы, для дренирования наружу сжимаемой воды.
Вертикальная подвижность клавишных блоков создает систему обнуления текущих допредельных кренов оснований по ходу строительства.
Известно о разработке аналогичного проекта для Норильского ГМК, согласно которому высота трубы на предприятии должна была составить 420 м. На клавишных фундаментах, которые позволяют обнулять допредельные текущие наклоны труб по ходу строительства, можно доводить высоты труб значительно выше 420.0 м.
Башня Лахта Центр 1 и ее свайное основание, вариант 1.
Башня Лахта Центр 1 и ее обособленное основание под плитным клавишным фундаментом, вариант 2.
На рис. слева положение фундамента и башни с правым наклоном. Для того чтобы башня наклонялась в левую сторону, нужно клавишные блоки вдавливать в грунт с левой стороны. А для того, чтобы башня приобрела вертикальное положение нужно клавишные блоки вдавливать на отметку клавишного блока с лидирующей осадкой. Наибольший отрыв клавишных блоков от низа подвальных стен не должен превышать 1.0 см.
На рис. выше показан боковой вид обособленного основания, где: 1 – плитный клавишный фундамент, 2 - жирная смазка в тонком вертикальном разрезе, 3-– вертикальные грунтовые полосы, для дренирования поровых вод. Особенностью обособленного основания является то, что передача давления от сооружения на подошву обособленного грунта передается через уплотненный грунт без рассеивания по сторонам. Выгода ощутимая: в основании нет свай и датчиков деформаций.
Без применения свай, но с давлениями на основания свыше 1.0 мПа должны возводиться и высотные здания.
https://yandex.ru/video/preview/6319550170467150082 «Лахта 2.0»: как будут строить второй петербургский небоскреб. А строить его будут по требованиям п. 4.4 СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений», которые, хотя все зрячие, пока никто не видит, не увидел свой пункт даже НИИОСП им. Н.М. Герсеванова, который проектировал основание для башни Лахта Центр 1.
Вывод: Прочность зданий зависит от фундаментов, а прочность фундаментов – от деформаций оснований. Где ошибка? А ошибка в том, что грунтовые основания нужно проектировать с глубокоосадочной управляемой равномерностью.
Подписывайтесь на канал, оставляйте комментарии, по существу, и ставьте лайки. Без народной поддержки прогресса не будет.
