Ученые утверждают, что без знания основ механики грунтов невозможно правильно запроектировать современные промышленные и гражданские здания и инженерные сооружения, и что знание механики грунтов позволяет наиболее полно использовать несущую способность грунтов, достаточно точно учитывать деформации грунтовых оснований под действием нагрузки и принимать наиболее безопасные и экономичные решения.
Следует отметить, что все эти утверждения не подтверждаются реальностью и доказательством этому посвящается эта статья.
На рис. выше представлен график зависимости осадок основания от возрастающего давления на ее поверхность с типичными двумя участками.
Нас интересует участок 1, который имеет незначительную кривизну, но в Механике грунтов эту кривую линию принято считают прямой. По оси Х границей прямой линии является значение R (давление, соответствующее конечной точке линейного участка 1), а по оси У значение 200 мм. (предельная осадка для жилых зданий).
Механика грунтов – это специальная наука, которая предназначена для того, чтобы параметры р и S удерживать в принятых границах. Логичным следует считать, что основания с максимальной эффективностью могут быть только те, в которых давления R формируют осадки 200 мм. Если реальные значения превышают предельные значения, то это нарушает условия нормальной эксплуатации зданий, ну, а если эти значения ниже предельных значений, то это является фактом неэффективного использования грунтовых оснований.
Из приведенного текста приходит понимание того, что только 14.3 процента исследуемых зданий грунтовые основания выполнены более или менее рационально, где Rиспользуется примерно на 80%. Кроме того, отмечается, что 8.3% зданий по прогнозным ошибкам превышают значение R.
Аналогичная картина и по второму показателю. Приведенные фрагменты взяты из книги «Деформации и повреждения зданий», автор А.Г. Ройтман, Москва, Стройиздат, 1987 г,
Результаты исследований, приведенные в фрагменте, свидетельствуют о том, что: 36% исследованных зданий имеют осадки от 20 до 40 мм; 36% - от 42 до 60 мм; 20% - от 62 до 80 мм; 5% - от 82 до 100 мм; 2.5% - от 102 до 140 мм; 2.0% - от 142 до 150 мм.
К примеру, осадка основания Останкинской башни равна 36 мм, По отношению к 200 мм основание не догружено на164 мм. Осадка основания башни Лахта Центр - 120 мм, оно не догружено на 80 мм.
Недогруженными проектируют грунтовые основания на просадочных грунтах и лишь потому, что приходится учитывать не только значения осадок, но и значения возможных просадок (отмеченное красным пунктиром), которые вместе не должны превышать 200 мм. Согласно принятым нормам, давление на просадочные грунты не должны превышать 3,0 кг/см2
Но реальность такова, что, например в г. Волгодонске при обводнении подфундаментных грунтов суммарная осадка с просадкой достигает околометровых значений с превышением допустимых кренов: отключают лифты.
Тогда для восстановления утраченной вертикальности зданий вынуждены применять гидравлические домкраты, с помощью которых выравнивают не здания в целом, а только их части – надфундаментные конструкции. Такие основания,
http://vpravda.ucoz.net/news/35_j_obekt_firmy_interbiotekh/2016-04-29-608
с дометровыми максимальными осадками с просадками, после вытеснения грунтовых вод сплющиванием открытых пор становятся абсолютно надежными в дальнейшей эксплуатации. Реальность такова: если осадки оснований будут иметь околометровые значения без превышения предельных кренов, то значения просадок превратятся в ноль при любых атаках подземных вод.
Но еще меньшее давление на основания испытывают грунты под ростверками свайных фундаментов. Очень важно знать, что с применением свайных фундаментов, давления ростверков на поверхности оснований, часто бывают даже ниже давления бытового. К примеру, до рытья котлована для башни Лахта Центр с глубиной 17.0 м бытовое давление равнялось 18.7 т/м2 (1.7 т/м3*17.0 м), т.е. 1.87 кг/см2, а с передачей нагрузок от башни на головы свай они приблизились к нулю.
Фрагмент, взятый из книги Н.А. Цитовича: «Механика грунтов», Москва «Высшая школа», 1979, стр. 218, свидетельствует о том, что основание для Дома Советов в Ленинграде перегружено на 18.8 см. а здание основания гостиницы «Россия» (также в Ленинграде) перегружено на 23.3 см.
Известно о том, что в научных кругах были многочисленные попытки освоения участка 2, приведенного выше графика, но методики для прогнозирования запредельных осадок на этом участке никогда не вводились в составы нормативных документов.
Вывод: участок 2 для Механики грунтов как был, так и остается очень привлекательным, но недоступным для практического освоения.
Механика фундаментов — это одно из неоспоримых доказательств того, что в механике грунтов поиск пользы от запредельных осадок оснований всегда был глубоко ошибочным.
Зато для Механики фундаментов, с промежуточными домкратными обнулениями текущих кренов фундаментов, не только участок 2 с дометровыми осадками, но и участок 3 с осадками заметровыми позволит осваивать без каких - либо напрягов. Надо только изменить правила: одноразовые выравнивания зданий в период эксплуатации должно быть заменено на выравнивания многоразовые, и по ходу строительства.
Текст проекта Альтернативных Строительных Правил (АСП) под названием «Основания и фундаменты зданий и сооружений с дометровыми и заметровыми антикреновыми осадками» смотрите на моем канале в статье «Проектирование грунтовых оснований без нормирования осадок (Вижу проблему – предлагаю решение). Дополнительно в статье «Антикреновые фундаменты и обособленные основания – это инструменты для организации ресурсосберегающего строительства» можно посмотреть табличное сравнение набора работ для проектирования грунтовых оснований в двух вариантах (п. 4.4 СП 22). Первый вариант с применением СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений, который должен называться «Основания зданий и сооружений с нормируемыми осадками»; второй вариант с применением АСП, который Минстрой России обязан ввести в действие вначале 2024 года. Но есть проблема: Минстрой Р.Ф. испытывает дефицит сотрудников, имеющих ПГСное образование. Поэтому его сотрудники обделены пониманием того, что для строительства хорошо, а что для него плохо, а стало быть СП 22 для проектирования грунтовых оснований с вредоносной остаточной пористостью - это идеально, а АСП для проектирования грунтовых оснований со сплющиванием вредоносных пор – это материал для мусорной корзины, которая уже переполнена за 20 лет.
А теперь вернемся к научным желаниям:
1) можно ли утверждать, что знания механики грунтов позволяет наиболее полно использовать несущую способность грунтов, при том, что обычные грунты нагружаются давлениями без превышения 7 кг/см2, а просадочные грунты без превышения 3 кг/см2, зато механика фундаментов как обычные, так и просадочные грунты позволяет нагружать давлениями с превышением 10.0 кг/см2;
2) можно ли утверждать, что знания механики грунтов позволяет наиболее точно учитывать деформации грунтовых оснований под действием нагрузки,
когда по расчетам грунтовых оснований в Волгодонске осадки с просадками не должны превышать 200 мм, а они вопреки достигают околометровых значений. Замечу, что строительными правилами запрещено возведения зданий без инженерно-геологических изысканий каждой строительной площадки. Плывуны— это просадочные грунты и их свойства при замачивании были известны ученым и строителям с давних времен.
1) можно ли утверждать, что знания механики грунтов позволяет принимать наиболее безопасные и экономичные решения. Безопасность определяется эксплуатацией зданий в границах нормируемых кренов, но г. Волгодонск этого не подтверждает. Применения свай. Применения свай никогда не было экономичными решениями.
Конечно, решение о реформировании строительного проектирования и производства сегодня мог бы принять Министр строительства Р.Ф. Ирек Файзуллин, выпускник факультета ПГС, но доступ к моим письмам для него успешно блокируется.
В таком случае можно сказать, что мяч находится на стороне Минстроя России. Поддержит ли он строительную реформу зависит от числа подписчиков моего канала и их профессиональных комментариев. Надеюсь на то, что Альтернативный Свод Правил под названием "Основания и фундаменты зданий и сооружений с дометровыми и заметровыми антикреновыми осадками" будет введен в действие вначале 2024 года.