Актуальность выбранной темы диктуется тем, что в настоящее время большое развитие в строительном производстве получает строительство сооружений на слабых водонасыщенных грунтах. По аналитике имеющихся данных, при производстве строительно-монтажных работ (далее — СМР) было выявлено достаточное множество нештатных ситуаций (например, деформация фундаментной плиты, отклонение опор, аварии на строительной площадке), которые в свою очередь в той или иной степени повлекли за собой нарушение эксплуатационных свойств сооружения и надежность здания как конструкции в целом.
Ключевые слова: строительство, ППР, грунт, просадочный грунт, фундамент, водонасыщенные грунты, страхование, полимерные трубки, песчаная подушка, песчаные сваи, металлический пояс, обойма.
С целью повышения качества работ и с целью исключения ошибок проектирования происходит постоянное появление новых строительных правил, актуализация предыдущих, усиливается контроль на всех этапах строительного производства.
Некоторое время назад было опубликовано и вступило в силу Постановление Правительства о страховании [1].
Ровно с этого момента все ринулись страховать риски при СМР.
Сейчас, частой практикой является наличие страховки деятельности организации как допуск к участию в тендере.
В вышеупомянутом Постановлении регламентирована выплата дополнительных средства для страхования (2 % от общей стоимости СМР).
Абсолютно любое строительство — это принятие и несение материальной ответственности. Ответственность за возникшие деформации при страховании несёт страховая. Поэтому не только заказчик заинтересован в качестве выполнения СМР, но и страховщики.
По статистическим данным, в первые несколько лет после вступления в силу [1], страховые понесли убытки. Причины этого в частых деформациях сооружений и периодических авариях на площадках. Преимущественная часть таких деформаций наблюдается при строительстве на просадочных грунтах.
Преимущественно прочностные характеристики для расчётов берут по методу консолидированного сдвига [2]. Этим же методом образец грунта сначала уплотняется под пиковым нагружением, а, затем, под вертикальной нагрузкой исчисляется угол трения. Определённые здесь параметры используют в своих расчётах проектировщики.
При устройстве фундамента на слабых грунтах, уплотнение происходит затянуто и долго, поэтому тут прочность находится через другие значения показателей [2]. Для определения этих значений исследуют грунты методом быстрого сдвига. Данный метод широко применяется при проектировании сооружений (разработка Маслова). Согласно ему, образец помещают в прибор сдвига и проводят опытные эксперименты под давлением. Отличие его от метода консолидированного сдвига в приложении горизонтальной нагрузки и срезе образца сразу после приложения вертикальной нагрузки (5 минут). За это время образец не уплотняется, не успевает.
Сейчас расчёт фундамента любого заложения производят, учитывая совместную работу основания, фундамента и здания [3].
Иной расчёт (по предельному состоянию) заключается в отсутствии потерь устойчивости фундамента.
Использование именно этого расчётного метода на практике показало, что фундаменты, рассчитанные этим методом, повышают эксплуатационные характеристики. К моему личному огромному сожалению, в разработке ППР к этому методу не обращаются, хоть он и новый.
В процессе разработки ППР следует разделить конструкции здания на модули. Их сделать конструктивно замкнутыми, с определенной жесткостью. Для всех модулей найти осадку, при которой модуль не будет разрушен. Этот численный показатель способствует в определении вероятной осадки по итогу монтажа этого модуля.
Такая модель значима при проектировании промышленных зданий. Чтобы при возобновлении строительства (законсервированного ранее сооружения) не нужно было мер по восстановлению целостности модулей.
Итак, при разработке ППР нужно иметь ввиду вариант приостановки строительного производства по каким-либо причинам (н-р, отсутствие денег.) и указать в нём же меры, обеспечивающие целостность модулей.
В строительстве промышленных 1-этажных зданий на слабых грунтах обязателен учет, осадок фундаментов в течение длительного времени. Если в сооружении предусмотрено нескольких пролетов, требуется учет разнородности сложения грунтов основания. Отчёты изысканий дают возможность определить характеристики различных свойств просадочных грунтов, залегающих в основании сооружения.
Очевидно, что свойства грунтов динамично изменяются. Ввиду этого, при отстройке фундаментов для промышленных зданий необходим геотехнический мониторинг на весь период организации строительства. ППР должен предусматривать мониторинг. В зависимости от его результатов могут быть изменены проектные отметки колонн. Колонны устанавливаются с применением временных распорок.
Важным моментом при производстве СМР является монтаж металлических или железобетонных ферм.
Они должны располагаться на такой высоте, чтобы после возможной рихтовки краны свободно проходили под фермами.
После монтажа ферм здание приобретает жесткость его дополнительная осадка не должна превышать величины допускаемой осадки.
При разработке ППР на строительство жилых и промышленных сооружений, на подвальных грунтах, требуется учет аварийной ситуации (грунты будут насыщены вследствие аварии проходящих рядом водонесущих сетей). Поэтому при составлении ППР требуется использование расчетных характеристик грунтов природной влажности и насыщенных грунтов.
При устройстве песчаных свай в засоленных слабых грунтах в ППР необходимо предусмотреть установку по оси сваи полимерных трубок (диаметром 1–3 см), по которым будет спускаться горячая вода или раствор HCl.
Строительство на слабых глинистых грунтах должно учитывать промерзание грунта зимой при минусовых температурах.
При заключении договора на оказание услуг по СМР, Заказчики выдвигают требование не включать стоимость дополнительных мероприятия по обеспечению качества СМР зимой.
Зачастую в строительстве происходят вынужденные перерывы, ввиду ряда некоторых причин. Из-за этого приходится проводить внеплановые СМР в зимний период.
При разработке ППР необходим учёт экстренных ситуаций, при которых часть СМР будет проводиться зимой, соответственно, потребуется проведение мероприятий по разработке мерзлого грунта, электропрогрев к бетонированию и т. д.
Это важно, если здание строится на слабых грунтах, при промерзании которых образуется пучение.
Это диктуется тем, что в зоне промерзания возникают прожилки льда (у супесей, суглинков, глин и песков, если уровень вод залегает менее чем на 2 м от нижней границы промерзания).
При образовании льда происходит подъем низлежащих вод в промерзший слой, протекает кристаллизация. Сила кристаллизации 0,4–0,7 МПа, исходя из этих значений, можно сделать вывод о том, что могут быть подняты 2 этажа кирпичных стен и начнется растрескивание этого здания.
Не стоит принимать меры по упрочнению кладки в такое время года. После оттаивания льда увеличивается сжимаемость промерзших до этого грунтов, снижаются характеристики по прочности, грунты могут стать илом и выдавиться из-под фундамента. Может произойти обрушение уже возведенных модулей сооружения.
Ввиду вышеперечисленного, при разработке ППР по строительству зданий и сооружений на слабых водонасыщенных грунтах нужно предпринимать меры по особенностям СМР зимой.
Обширная практика возведения многоэтажных зданий и больших промышленных сооружений, показывает случаи, когда в результате каких-то факторов приостанавливаются СМР. Из-за этого в ППР разрабатывают мероприятия и предусматривают определенные финансовые активы для консервации. Консервация — это всегда дополнительные работы, которые проводят с целью сохранения смонтированных модулей зданий от действия разрушений. При этом нужно предпринять меры, препятствующие поступлению вод в котлован и меры по защите грунта основания от промерзания.
Составление технологических карт по устройству фундаментов иискусственных оснований. Особенности
Как уже упоминалось, часто, устройство фундаментов и искусственных оснований на слабых водонасыщенных грунтах выполняют общестроительные организации. Очевидно, что для отдельных видов в обязательном порядке следует разрабатывать технологические карты.
Технологические карты устройства оснований на слабых грунтах используют при разработке ПОСов, при обучении и повышении квалификации работников, для тендерной документации, для контроля качества выполняемых работ любым надзором.
Следуя выводам из нашего анализа для устройства фундаментов из бетонных и ж/б свай, нужно разработать технологическую карту. Эти карты мало отличаются от аналогичных карт для устройства фундаментов в других грунтах. Но здесь обязательно должны быть учтены специфические свойства грунтов.
В большом количестве случаев прочность грунтов оснований недостаточна для проведения работ по устройству песчаных свай, так как при прохождении тяжелой техники из-под подошвы выдавливаются грунты, а строительные машины падают и застревают.
В технологических картах необходимо установить целесообразность устройства на поверхности грунтов песчаной подушки для обеспечения миграции машин, требуемых для устройства искусственных оснований.
В технологической карте должна быть указана последовательность процессов и требования к качеству выполняемых работ [4].
Из-за того, что в процессе производства работ выявляются большие, нужно подробно расписать меры по обеспечению безопасности производства.
Технологические карты рассматривают некоторые устройства искусственных оснований. Так, при разработке карт на устройство песчаной подушки толщиной 3 м, следует оценить возможность использования различных землеройных механизмов, требующихся для возведения этой подушки, а также уплотняющих механизмов. Если в наличии имеется только гладкий или кулачковый катки, следует предусмотреть отсыпку подушки слоями по 30 см.
Если имеются виброкатки, песчаную подушку отсыпают слоями по 80 см в зависимости от глубины уплотнения катков.
Если катки отсутствуют на площадке, возможно возведение песчаной подушки во всю высоту с уплотнением песка в теле подушки в дальнейшем методом трамбовок, при котором трамбовки массой 8–10 тонн сбрасываются с высоты 5–7 м.
Технологические карты включают в себя раздел по организации строительного процесса, также описание подготовительных работ, оборудования, для устройства искусственных оснований, особенности производства работ зимой.
В технологической карте указывают вид журналов, ведущихся в ходе производства СМР: учет результатов работ, контроль качества, образцы актов приемки различных объемов выполненной работы.
Использование редкого оборудования, изготовленного строительной компанией, лучше привести детали устройства такого оборудования. Если попадаются участки, отличающиеся сжимаемостью/прочностью грунтов, то в технологической карте должны быть указаны доп. мероприятия [4].
Когда устройство искусственных оснований проводят близ уже существующих зданий, требуется указание особенностей производства СМР по обеспечению сохранности этого здания.
Литература:
1 Постановление Правительства Российской Федерации от 2 мая 2012 № 420 «О внесении изменений в Правила обязательного страхования гражданской ответственности владельца опасного объекта за причинение вреда в результате аварии на опасном объекте» Доступ из системы КонсультантПлюс // СПС «КонсультантПлюс» (дата обращения: 7 мая 2020 г.)
2 ГОСТ 25100–2011 Грунты. Классификация (с Поправками). [Электронный ресурс]. — Введ. 2012–07–12. Доступ из справ.-правовой системы «Кодекс» (дата обращения 16.04.2020)
3 ГОСТ 31937–2011 ГОСТ 31937–2011 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния. [Электронный ресурс]. — Введ. 2012–12–27. Доступ из справ.-правовой системы «Кодекс» (дата обращения 16.04.2020)
4 СП 21.13330.2012 Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах. Актуализированная редакция СНиП 2.01.09–91 (с Изменением № 1). [Электронный ресурс]. — Введ. 2011–12–29. Доступ из справ.-правовой системы «Кодекс» (дата обращения 20.04.2020)
