Особенности эксплуатации зданий и сооружений на засоленных грунтах |
Засоленные глинистые грунты в основаниях под влиянием нагрузки от зданий и сооружений уплотняются, вследствие чего затрудняется проникание минерализованных подземных вод и возможность инфильтрации атмосферных осадков в основания. Обследования зданий и сооружений в районах Центрального Казахстана показали, что засоленность грунтов в основании в пределах сжимаемой зоны (около 3-4 м) стала однородной. В процессе интенсивного подтопления оснований происходит перераспределение напряжений под фундаментами, в результате чего при направленной фильтрации и химической суффозии возможен сдвиг грунта в сторону источника замачивания. Несмотря на принимаемые меры, обеспечивающие отвод поверхностных вод, устройство отмосток, организованный отвод с крыши атмосферных осадков, в основаниях даже в засушливых районах неизбежно увеличивается влажность грунтов, формируются горизонты верховодок, поднимается уровень подземных вод. Засоленные грунты относятся к суффозионно-просадочным, так как максимальные просадки грунта проявляются при замачивании, фильтрации и последующем выщелачивании водорастворимых солей. Размеры зоны увлажнения определяются продолжительностью замачивания. Эпюра распределения солей по глубине характеризуется увеличением их в верхних и незначительным уменьшением в нижних горизонтах. Значительное влияние на характер перераспределения солей и подъем уровня подземных вод оказывают пресноводные источники замачивания грунтов (каналы, оросительные системы и т.п.), даже удаленные от территории строительства и населенных пунктов. В результате повышения уровня подземных вод происходит подтопление оснований зданий и сооружений. Подземные воды при подтоплении имеют повышенную минерализацию за счет растворения и выноса солей из нижних коренных пород. Нижняя граница зоны сезонных колебаний уровня подземных вод повышается и фундаменты зданий и сооружений попадают в зону капиллярного увлажнения, а затем и полного водонасыщения. Это приводит к изменению физико-механических свойств засоленных грунтов, уменьшению прочности и модуля общей деформации, проявлению набухания засоленных глин и разуплотнению суглинков и переходу засоленных грунтов в категорию слабых (табл.8). Развитие суффозионно-просадочных деформаций в засоленных грунтах резко ухудшает условия эксплуатации зданий и сооружений. В процессе направленной фильтрации подземных вод и при инфильтрации в грунт атмосферных осадков основание приобретает определенную неоднородность, что приводит к неравномерным деформациям. Проявляются процессы солевой коррозии подземных и цокольных частей зданий и сооружений, разрушаются фундаменты и стены. Известны случаи деформаций оснований и зданий в процессе строительства. Особенно часто происходят деформации при начальных и сезонных пусках в эксплуатацию сетей теплотрасс. Таблица 8 Изменение физико-механических свойств засоленных суглинков Джезказганской области при подтоплении территории
Опыт эксплуатации зданий и сооружений на засоленных грунтах показывает, что деформации зданий обычно проявляются в процессе эксплуатации через 5-7 лет после начала строительства. При этом деформируются как малонагруженные (одно-, двухэтажные), так и многоэтажные здания и сооружения. При обследовании зданий и сооружений, претерпевших деформации вследствие развития суффозионно-просадочных явлений, необходимо установить источник увлажнения. Обычно, прекращение доступа воды в грунт приводит к затуханию осадок оснований. Для предотвращения аварийных деформаций производят усиление конструкций подземной части здания и упрочнение грунтов оснований. Достаточно надежным способом усиления бутовых и бетонных монолитных фундаментов является их обетонирование с устройством арматурного каркаса. С помощью металлических анкеров и балок производят фиксацию фундамента и арматурного каркаса. Устройство металлического бандажа из прокатных профилей также обеспечивает жесткость старых фундаментов. Для усиления свайных фундаментов под ростверки подводят железобетонные плиты более широкого сечения, которые позволяют снять часть нагрузки со свай. Для усиления каркаса производят стягивание здания по периметру металлическими тяжами. Такой металлический каркас (бандаж) успешно применяется для повышения жесткости зданий в Караганде. |