Вертикальное смещение фундаментов сооружений это
Обновлено: 16.05.2024
Деформация фундамента: причины и следствия
Деформация фундамента
Фундамент – это конструкция, где в зависимости от внешних условий протекают те или иные процессы, способствующие возникновению разных видов деформаций.
При этом может появиться:
На возникшие фундаментные изменения указывают определенные признаки. К ним относятся;Причины, вызывающие деформацию фундамента
Разрушение фундаментного основания под строением может произойти в результате различных причин. Ниже перечислены некоторые из них:
Причин для фундаментной деформации бывает много. Однако наиважнейшей является вода. Грунтовые воды воздействуют на почву, изменяют ее состав, провоцируя разрушение основания. Также излишняя пористость цемента идет ему не на пользу. Вода, проникая внутрь, в морозы становится льдом, что приводит к расширению цементных пор, а как следствие, к разрушению фундамента здания изнутри. Устранение последствий возникающих деформаций выполняется с учетом причин, их вызывающих.
Виды фундаментов бывают разными. Среди них плитные, ленточные, свайные. Для неустойчивых грунтов и неровной поверхности удобен фундамент на сваях. Такое основание под сооружение рекомендуется делать, когда нужно обеспечить передачу нагрузки строения на грунт. Это относится к торфяным, болотистым почвах.
Винтовые сваи успешно применяются для создания фундаментов для беседки, бани, модульного здания, забора. Решение для сооружения винтового основания позволит сделать конструкцию долговечной.
Компания «Эндбери» применяет при формировании фундаментов качественные винтовые сваи, которые не вступают в реакцию с агрессивными средами, приводящими к разрушению лопасти. Большой опыт работы специалистов способствует правильному ввинчиванию. Свая не должна уходить от вертикальной линии при встрече с корнем или камнем. Ошибки при монтаже обычно приводят к деформации фундамента и просадке постройки.
Свойства винтового фундамента
Свайный фундамент состоит из опор, которые устанавливаются под несущими стенами, перегородками строения. Место для вкручивания винтовых свай выбирается в соответствии с проектом. Для обеспечения жесткости свайный фундамент обвязывается рамой из металла или дерева.
К плюсам такого фундамента относится
Этапы установки
При подготовке проекта фундамента учитываются габариты и вес возводимого на нем строения, а также характер грунта. Специалисты рассчитывают количество винтовых свай на участке основания.
Следующим этапом является монтаж. Монтажники прежде всего с большой точностью размечают места установки свай. Затем производится вкручивание в строгом соответствии с вертикалью и горизонталью. Далее производится обвязка ростверком.
Забивные сваи
Достаточно надежных считается фундамент, выполненный на забивных сваях. Подобный способ используется на неустойчивых грунтах. Что такое забивная свая? Это железобетонный стержень длиной от 3 метров и сечением 150 на 150 или 200 на 200 мм.
Для забивания свай используются гидравлические молоты. Опора на одном конце заострена. Это помогает ей лучше врезаться в грунт. Фундамент на таких сваях сумеет выдержать давление здания, если будет обеспечен упор нижними концами свай в твердый грунт.
Примером строительства на суглинистых почвах двухэтажного каркасного дома служит фундамент из забивных железобетонных свай, длина которых 4 метла, а диаметр 200 мм.
При малоэтажном строительстве забивание опор выполняется рядами. Они должны быть в углах и на пересечении стен. В проблемных местах устанавливаются одиночные опоры.
Определение вертикальных и горизонтальных перемещений и кренов оснований и фундаментов
Наблюдение за деформациями оснований и фундаментов следует производить согласно указаниям ГОСТ 24846-81 в следующей последовательности:
разработка программы измерений;
выбор конструкции, месторасположения и установки исходных геодезических знаков высотной и плановой основы;
осуществление высотной и плановой привязки исходных геодезических знаков;
установка деформационных марок на зданиях и сооружениях;
инструментальные измерения величин вертикальных и горизонтальных перемещений и кренов;
обработка и анализ результатов наблюдений.
Измерения вертикальных перемещений (осадок, подъемов и т.д.) делятся на три класса. Требуемая точность определяет выбор класса измерения и соответствующего метода проведения работ. Точность измерения осадок, подъемов характеризуется средней квадратической ошибкой, полученной из двух циклов измерения:
для I класса ±1 мм;
для II класса ±2 мм;
для III класса ±5 мм.
Точность измерения вертикальных перемещений предписывается техническим заданием, составляемым проектно-изыскательской организацией исходя из принятых в проекте расчетов величины осадок.
I классом измеряют осадки оснований и фундаментов зданий и сооружений, построенных на скальных и полускальных грунтах, а также уникальных сооружений.
II классом измеряют осадки и подъемы любых зданий и сооружений, построенных на сжимаемых грунтах.
III классом измеряют осадки и просадки любых зданий и сооружений, построенных на насыпных, просадочных, заторфованных и других сильносжимаемых грунтах.
Вертикальные перемещения оснований и фундаментов измеряются одним из следующих методов или их комбинированием: геометрическим, тригонометрическим или гидростатическим нивелированием, методом фотограмметрии.
Геометрическое нивелирование следует применять в качестве основного метода измерения вертикальных перемещений.
Тригонометрическое нивелирование следует применять при измерениях вертикальных перемещений фундаментов в условиях резких перепадов высот (больших насыпей, глубоких котлованов, косогоров и т.п.).
Гидростатическое нивелирование (переносным шланговым прибором или стационарной гидростатической системой, устанавливаемой по периметру фундамента) следует применять для измерения относительных вертикальных перемещений большого числа точек, труднодоступных для измерений другими методами, а также в случае, когда нет видимости между марками или когда в месте производства измерительных работ невозможно пребывание человека по условиям техники безопасности.
Проводить измерения вертикальных перемещений методом гидростатического нивелирования для зданий или сооружений, испытывающих динамические нагрузки и воздействия, не допускается.
Горизонтальные перемещения фундаментов зданий и сооружений следует измерять одним из следующих методов или их комбинированием: створных наблюдений, отдельных направлений, методами триангуляции и фотограмметрии.
Отдельные методы измерений горизонтальных перемещений должны приниматься в зависимости от классов точности измерения, целесообразных для данного метода.
Метод створных наблюдений при измерениях горизонтальных перемещений фундаментов следует применять в случае прямолинейности здания (сооружения) или его части и при возможности обеспечить устойчивость концевых опорных знаков створа.
Метод отдельных направлений следует применять для измерения горизонтальных перемещений зданий и сооружений при невозможности закрепить створ или обеспечить устойчивость опорных знаков створа. Для измерения горизонтальных перемещений указанным методом необходимо установить не менее трех опорных знаков, образующих треугольник с углами не менее 30°.
Методы триангуляции следует применять для измерения горизонтальных перемещений фундаментов зданий и сооружений, возводимых в пересеченной или горной местности, а также при невозможности обеспечить устойчивость концевых опорных знаков створа.
Величину и направление горизонтального перемещения фундамента (или его части) следует определять по изменениям координат деформационных марок за промежуток времени между циклами наблюдений.
Крен фундамента (или здания, сооружения в целом) следует измерять одним из следующих методов или их комбинированием: проецирования, координирования, измерения углов или направлений, фотограмметрии, механическими способами с применением кренометров, прямых и обратных отвесов.
Предельные погрешности измерения крена в зависимости от высоты Н наблюдаемого здания (сооружения) не должны превышать величин, мм, для:
гражданских зданий . ………………… 0,0001 Н
промышленных зданий и сооружений, дымовых труб, башен и др- 0,0005Н
фундаментов под машины и агрегаты . …… ………… 0,00001 Н
При измерении кренов фундамента здания (сооружения) методом проецирования следует применять теодолиты, снабженные накладным уровнем, или приборы вертикального проецирования.
При измерении кренов методом координирования необходимо установить не менее двух опорных знаков, образующих базис, с концов которого определяются координаты верхней и нижней точек здания (сооружения).
Фотограмметрический метод измерения горизонтальных и вертикальных перемещений и кренов следует применять для измерения осадок, сдвигов, кренов и других деформаций зданий (сооружений) при неограниченном числе наблюдаемых мерок, устанавливаемых в труднодоступных местах для измерений эксплуатируемых зданий и сооружений.
Для измерений деформаций фотограмметрически одновременно по трем координатным осям (X, Y, Z) необходимо выполнять фототеодолитную съемку с двух опорных знаков, являющихся концами базиса фотографирования, не изменяя местоположения и ориентирования фототеодолита в различных циклах наблюдений.
При проведении вышеуказанных видов работ по выявлению перемещений конструкций фундаментов и крена зданий необходимо руководствоваться указаниями ГОСТ 24846-81, СНиП 3.01.03-84 и «Руководства по наблюдениям за деформациями оснований и фундаментов зданий и сооружений».
При измерении перемещений оснований и фундаментов зданий и сооружений одним из важных этапов работы является определение мест реперов и правильная разбивка и установка марок.
Количество грунтовых реперов должно быть не менее трех, стеновых - не менее четырех.
При использовании стеновых реперов необходимо убедиться в отсутствии видимых деформаций стен. Не рекомендуется использовать реперы, расположенные вблизи железнодорожных путей, внутри цеха.
Размещение марок должно обеспечивать наиболее благоприятные условия производства нивелирных работ.
Марки служат для установки на них нивелирных реек во время производства работ, поэтому любая конструкция марки должна обеспечивать однозначность установки на ней рейки во всех циклах наблюдений, т.е. марка должна иметь строго фиксированную точку.
Для промышленных каркасных зданий марки устанавливаются по низу несущих конструкций балок, ферм, ригелей, по верху консолей колонн, подкрановых балок по продольным и поперечным сечениям.
Марки выполняются в виде пометок краской хорошо заметного цвета на поверхности конструкций. Каждой марке присваивается свой номер, который записывается также в журнал измерений.
Для многоэтажных производственных зданий и сооружений, имеющих сплошную фундаментную плиту, марки следует размещать по разбивочным поперечным и продольным осям плиты и ее периметру из расчета 1 марка на 100 м 2 площади цеха.
Места установки марок наносят на схемы планов и разрезов здания.
Для измерений вертикальных перемещений фундаментов применяются нивелиры, обеспечивающие точность нивелирования III класса, типа Н-3, Н-5 и равноточные им. Используются также самоустанавливающиеся нивелиры типа КО-007.
Перед началом и после окончания работ нивелир должен быть обязательно проверен, а рейки проверены с помощью металлической измерительной линейки.
Измеренные величины вертикальных перемещений (осадок) сравниваются с предельно допустимой величиной по СНиП 2.02.01-83* и СНиП 2.01.07-85.
Величина измеренных неравномерных вертикальных перемещений (осадок) надземных конструкций и обнаруженные в них трещины и повреждения являются исходными материалами для разработки рекомендаций по восстановлению эксплуатационной надежности конструкций.
Репер - знак, высотное положение которого является практически неизменным на все время наблюдений за деформациями оснований и фундаментов зданий и сооружений;
- репер городской сети
- стоянка нивелира
- осадочная марка
Раздел 9. Фундаменты при динамических воздействиях
Машины периодического действия делятся на три подгруппы: с равномерным вращением (электродвигатели, моторогенераторы, турбогенераторы, роторы и др.); с равномерным вращением и связанным с ним возвратно – поступательным движением (компрессоры, насосы, двигатели внутреннего сгорания, лесопильные рамы и др.); с возвратно поступательным движением, завершающимся непрерывно следующими один за другим ударами (встряхивающие и вибрационно-ударные машины).
Машины непериодического действия также делятся на три подгруппы: с неравномерным вращением или возвратно-поступательным движением (приводные электродвигатели прокатных станов, генераторы разрывных мощностей и др.); с возвратно-поступательным движением, завершающимся отдельными ударами (молоты ковочные и штамповочные, копровые устройства и др.); с давлением, вызывающим перемещения обрабатываемого материала и передающим на фундамент случайные нагрузки (мельничные установки).
9.1.2. Виды фундаментов под машины с динамическими нагрузками
1) массивные, бетонные или железобетонные для всех видов машин;
2) рамные, сборные или сборно-монолитные, представляющие собой ряд поперечных рам, которые опираются на нижнюю плиту или на ростверк и связаны поверху между собой продольными балками, либо верхнюю плиту, которая опирается на стойки, заделанные в нижнюю плиту, или на сваи-колонны;
3) стенчатые в виде поперечных или продольных стен, опирающихся на нижнюю плиту или на ростверк и связанных между собой поверху ригелями или плитой.
Сборно-монолитные и сборные фундаменты допускается устраивать главным образом для машин периодического действия, не допускается для машин с импульсными ударными нагрузками.
9.1.3. Расчёт оснований таких фундаментов.
По первой группе предельных состояний выполняется:
1) проверка среднего статистического давления под подошвой для фундаментов на естественном основании или несущей способности основания для свайных фундаментов; эта проверка производится для всех без исключения типов машин
где среднее давление на основание под подошвой фундамента от расчётных статических нагрузок (вес фундамента, грунта на его обрезах, машины и вспомогательного оборудования с коэффициентом перегрузки n=1); коэффициент условий работы грунтов основания, учитывающий характер динамической нагрузки и ответственность машины; коэффициент условий работы грунтов основания, учитывающий возможность возникновения длительных деформаций при действии динамических нагрузок; расчётное сопротивление грунта.
где несущая способность грунтов основания одиночной сваи; несущая способность сваи в статических условиях, определяемая в зависимости от вида сваи и грунтовых условий; и коэффициенты условий работы грунтов основания, принимаемые в зависимости от грунтовых условий;
2) расчёт прочности отдельных элементов конструкции фундамента; расчёт производится для отдельных, подвергающихся действию динамических нагрузок элементов рамных и стенчатых фундаментов (стоек и ригелей рам, балок, плит, консольных выступов), фундаментов плитного и балочного типа, а также отдельных сечений массивных фундаментов, ослабленных отверстиями и выемками (по СНиП «Бетонные и железобетонные конструкции»).
Расчёт фундаментов по второй группе предельных состояний включает:
1) определение амплитуд колебаний фундаментов или отдельных их элементов; расчёт производится в соответствии со СНиП «Фундаменты машин с динамическими нагрузками. Нормы проектирования» и является определяющим при проектировании фундаментов машин с динамическими нагрузками
где наибольшая амплитуда колебаний верхней грани фундамента, рассчитываемая для определённого типа фундамента под машины; предельно допустимая амплитуда колебаний, определяемая по СНиП 2.02.05-87;
2) определение осадок и деформаций (прогибов, крена и т.п.) фундаментов или их элементов; эти расчёты выполняются в отдельных случаях для ответственных сооружений и при наличии требований, ограничивающих перемещения и деформации фундаментов (по СНиП 2.02.01-83).
9.1.4. Расчёт на колебания.
При назначении безопасных расстояний до объектов, чувствительных к вибрациям, уровень вибраций, распространяющихся в грунте от фундаментов машин, может быть приближенно оценен по формуле:
где амплитуда вертикальных (горизонтальных) колебаний грунта на поверхности в точке, расположенной на расстоянии от оси фундамента – источника волн в грунте; амплитуда свободных или вынужденных вертикальных (горизонтальных) колебаний фундамента – источника в уровне его подошвы; ( приведённый радиус подошвы фундамента – источника, м, равный ; площадь подошвы фундамента – источника).
9.1.5. Определение упругих и демпфирующих характеристик основания для расчёта фундаментов.
Основную упругую характеристику естественных оснований фундаментов машин – коэффициент упругого равномерного сжатия , кН/м 3 , определяют экспериментально. Если нет испытаний, для фундаментов с площадью подошвы А не более 200 м 2
где коэффициент, зависящий от вида грунта; модуль деформации грунта под подошвой фундамента; м 2 .
Коэффициенты упругого неравномерного сжатия , упругого равномерного сдвига , упругого неравномерного сдвига :
Коэффициенты жёсткости для естественных оснований:
при вертикальных поступательных колебаниях фундамента (при упругом равномерном сжатии)
при горизонтальных поступательных колебаниях фундамента (при упругом равномерном сдвиге)
при вращательных колебаниях относительно горизонтальной оси, проходящей через подошву фундамента (при упругом неравномерном сжатии)
при вращательных колебаниях относительно вертикальной оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента (при упругом неравномерном сдвиге)
где площадь подошвы фундамента; моменты инерции подошвы фундамента относительно горизонтальной и вертикальной осей.
Эти коэффициенты связывают напряжения и моменты действующие по подошве фундамента, с вызываемыми ими соответствующими упругими перемещениями: вертикальными , горизонтальными , поворотами и относительно главных горизонтальной и вертикальной осей инерции, проходящих через центр тяжести подошвы фундамента
По мере распространения колебаний в грунте происходит их затухание, которое принято оценивать коэффициентом относительного демпфирования. Относительное демпфирование доля критического затухания колебаний.
Коэффициенты относительного демпфирования: для установившихся (гармонических) и случайных колебаний
для неустановившихся (импульсных) колебаний
где к.о.д. при горизонтальных колебаниях; к.о.д. при вертикальных колебаниях; к.о.д. для вращательных колебаний относительно горизонтальной и вертикальной осей; среднее статическое давление на основание под подошвой фундамента от расчётных статических нагрузок при коэффициенте перегрузки, равном 1.
9.1.6. Расчёт фундамента на вынужденные колебания.
Вынужденные вертикальные колебания фундамента описываются дифференциальным уравнением
а вынужденные горизонтально-вращательные колебания фундамента – системой дифференциальных уравнений:
где масса установки (фундамента, машины, грунта на обрезах фундамента); момент инерции массы установки относительно оси вращения; коэффициенты демпфирования основания для вертикальных, горизонтальных и вращательных колебаний; коэффициенты жёсткости основания при упругом равномерном сжатии, равномерном сдвиге и неравномерном сжатии; соответственно вертикальные и горизонтальные смещения центра тяжести установки и угол поворота фундамента; расстояние от общего центра тяжести установки до подошвы фундамента; вертикальная и горизонтальная составляющие возмущающих сил и момент от возмущающих сил; угловая частота вращения машины.
9.1.7. Способы уменьшения амплитуд колебаний фундаментов.
Учитывая, что ограничение амплитуды колебаний ограничивает при данной частоте скорость и ускорение колебаний, при проектировании фундаментов стремятся в основном к уменьшению амплитуды. В связи с этим при вертикальных колебаниях стараются увеличить которое зависит от площади подошвы . При вертикальной возмущающей силе делают фундаменты с максимальной площадью подошвы и с минимальной массой. При горизонтальной возмущающей силе и моменте стремятся применять фундаменты малой высоты – распластанные.
9.2. Фундаменты в сейсмических районах.
9.2.1. Определение сейсмических нагрузок на фундаменты.
1) Основания сооружений, возводимых в районах с сейсмичностью 7,8,9 баллов должны проектироваться с учётом требований СНиП по проектированию зданий и сооружений в сейсмических районах. Если меньше 7 баллов – без учёта сейсмичности.
2) Проектирование оснований с учётом сейсмических воздействий должно выполняться на основе расчёта по несущей способности на особое сочетание нагрузок.
Предварительные размеры фундаментов допускается определять расчётом основания по деформациям на основное сочетание нагрузок (без учета сейсмического воздействия).
3) Целью расчёта несущей способности оснований при особом сочетании нагрузок является обеспечение их прочности для скальных грунтов и устойчивости для нескальных грунтов, а также недопущения сдвига фундамента по подошве и его опрокидывания. Деформации основания при особом сочетании нагрузок с учётом сейсмических воздействий расчёту не подлежат.
9.2.2. Расчёт фундаментов и оснований на сейсмические воздействия.
Расчёт оснований по несущей способности выполняется на действие вертикальной составляющей внецентренной нагрузки, передаваемой фундаментом
где вертикальная составляющая расчётной внецентренной нагрузки в особом сочетании; вертикальная составляющая силы предельного сопротивления основания при сейсмических воздействиях; сейсмический коэффициент условий работы; коэффициент надёжности по назначению сооружения.
Горизонтальная составляющая нагрузки учитывается при расчёте фундамента на сдвиг по подошве. Проверка на сдвиг по подошве производится с учётом трения подошвы фундамента о грунт, но с учётом сейсмического коэффициента условий работы
При расчёте несущей способности нескальных оснований, испытывающих сейсмические колебания, ординаты эпюры предельного давления по краям подошвы фундамента определяются по формуле:
где коэффициенты формы; коэффициенты несущей способности, зависящие от расчётного значения угла внутреннего трения; и соответственно расчётные значения удельного веса грунта, находящегося выше и ниже подошвы фундамента (с учётом взвешивающего действия подземных вод); глубина заложения фундаментов; коэффициент, принимаемый равным 0,1; 0,2; 0,4 при сейсмичности площадок строительства 7,8 и 9 баллов соответственно.
Эксцентриситеты расчётной нагрузки и эпюры предельного давления определяются по формулам
где вертикальная составляющая расчётной нагрузки и момент, приведённые к подошве фундамента при особом сочетании нагрузок. В зависимости от соотношения между величинами и вертикальная составляющая силы предельного сопротивления основания принимается:
где и размеры подошвы фундамента.
На подпорные стенки и стены подвальных помещений учитывают раздельно инерционное сейсмическое давление грунта и давление, вызванное изменением напряжённого состояния среды при прохождении в ней сейсмических волн.
Активное и пассивное давление грунта на подпорные стенки с учётом сейсмического воздействия
где коэффициент сейсмичности, принимаемый равным 0,025; 0,05; 0,1 соответственно при 7,8 и 9 баллах; угол внутреннего трения грунта при расчёте по устойчивости; соответственно активное и пассивное давления грунта при статическом состоянии.
Дополнительные горизонтальные нормальные и касательные напряжения, возникающие в грунте при прохождении сейсмических волн
где удельный вес грунта; скорости распространения продольных и поперечных сейсмических волн в грунте, определяемые экспериментально; преобладающий период сейсмических колебаний (обычно принимают с).
Сейсмические нагрузки прикладываемые к подпорной стенке как инерционные
где вес элемента сооружения, отнесённый к точке ; коэффициент, учитывающий допустимые повреждения зданий и сооружений; коэффициент, учитывающий конструктивные решения зданий и сооружений; – коэффициент демпфирования; коэффициент, зависящий от расчётной сейсмичности; коэффициент, соответствующий i-му тону собственных колебаний здания или сооружения; коэффициент, зависящий от формы деформации сооружения при его собственных колебаниях по i -му тону и от расстояния нагрузки до обреза фундамента.
9.2.3. Конструктивные особенности фундаментов.
Во избежание нарушения частоты собственных колебаний однородных конструкций фундаменты отдельного сооружения или отсека здания закладывают на одну и ту же глубину.
Для исключения подвижки здания по обрезу фундаментов гидроизоляцию стен выполняют из слоя цементного раствора. Применение битумной гидроизоляции не допускается.
Целесообразно колонны каркасных зданий располагать на сплошных фундаментных плитах, перекрёстных ленточных фундаментах или соединять фундамент и свайные ростверки вставками, которые исключают подвижку фундаментов относительно друг друга.
В сборных ленточных фундаментах под стены по их обрезу устраивают армированный пояс, работающий на растяжение.
В свайных фундаментах нижние концы свай опирают на плотные грунты. Непрерывный ростверк располагают на одной и той же глубине в каждом отдельном отсеке. Подпорные стенки не рекомендуется делать большой высоты.
Неблагоприятные грунты основания: пески рыхлые насыщенные водой, слабые пылевато-глинистые грунты в текучем и текучепластичном состоянии.
Основные виды смещений сооружений
Все возводимые сооружения претерпевают большие или меньшие вертикальные и горизонтальные смещения. Вертикальные смещения сооружений обычно называют осадками.
Смещения сооружений могут быть равномерными, но чаще наблюдаются неравномерные смещения, в результате которых могут возникать крены, прогибы, и выгибы фундаментных частей сооружений. Неравномерные осадки сооружений вызывают в них дополнительные напряжения, которые могут привести к образованию трещин и даже разрушению сооружения. Взаимные смещения отдельных блоков гидротехнических сооружений могут вызвать нарушение противо- фильтрационных устройств, а крены или прогибы фундаментов нарушить нормальную эксплуатацию установленного на них оборудования. Поэтому при проектировании фундаментных частей сооружений или грунтовых сооружений в качестве одного из основных принимается условие, чтобы все виды смещений не превышали предельных значений, устанавливаемых проектом (вторая группа предельных состоянии). В свою очередь, предельные значения смещений определяются конструкцией сооружения, его прочностью и деформируемостью, а также эксплуатационными требованиями к сооружению и р азмещаемому оборудованию. В результате должны выполняться условия:
5 < 5пр; А5 < А5пр; И < ^/пр; » < /пр; / < /пр, (5.1) где 5пр, Д5пр, 11пр, гпр, /Пр — соответственно предельные величины осадок, разности осадок, горизонтальных смещений, кренов и прогибов.
Все смещения сооружений происходят во времени. Это определяется как постепенным ростом нагрузки, так и развитием самих деформаций грунта во времени. Деформируемость скелета грунта во времени определяется в основном двумя физическими причинами: первая — медленным процессом ползучести скелета грунта, вторая — фильтрационными процессами отжатая воды из пор грунта при его уплотнении или разбухании, для которых в ряде случаев требуется значительное время, исчисляемое месяцами и годами.
Если статическая нагрузка от сооружения нарастает весьма быстро по сравнению с развитием смещений сооружения во времени, то ее можно принять условно приложенной «мгновенно». После ее приложения сразу же возникают некоторые, обычно небольшие, смещения, которые также условно могут быть названы мгновенными смещениями. Следует подчеркнуть, что введение понятий «мгновенная нагрузка» и «мгновенное смещение», или деформация, весьма условно. Определяются они в основном соотношением времени их возникновения и времени развития основных смещений и деформаций грунтового массива. Так, например, в случае протекания процесса консолидации грунта основания сооружения в течение десятка лет время его возведения в течение месяца можно принять условно мгновенным. В других случаях более быстро протекающих процессов в грунтах приходится учитывать постепенность возведения сооружения не только в течение месяцев, но и недель. Таким образом, удобное для расчета введение условно мгновенных загружений возможно лишь тогда, когда они не вносят существенных погрешностей в искомый результат расчета (величину осадки, порового давления и др.). Следует еще раз подчеркнуть, что в природе все загружения и деформации являются функцией времени.
Когда их нарастание затухнет, достигается величина конечных смещений. В результате весь процесс смещений можно представить из мгновенной части, нарастающей во времени, и конечной.
Вертикальное смещение фундаментов сооружений это
Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений
Soils. Methods of measuring the strains of structure and building bases
Дата введения 2013-07-01
Предисловие
Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-изыскательским и конструкторско-технологическим институтом оснований и подземных сооружений имени Н.М.Герсеванова (НИИОСП им.Н.М.Герсеванова) ОАО "НИЦ "Строительство"
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"
3 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и оценке соответствия в строительстве (приложение В к протоколу от 4 июня 2012 г. N 40)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Минэкономики Республики Армения
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 октября 2012 г. N 599-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 24846-2012 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2013 г.
6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Сентябрь 2019 г.
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.
В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге "Межгосударственные стандарты"
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на грунты всех видов и устанавливает методы определения деформаций (осадок, наклонов, сдвигов и т.п.) оснований фундаментов строящихся и эксплуатируемых зданий и сооружений.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий межгосударственный стандарт:
ГОСТ 22268 Геодезия. Термины и определения
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 22268, а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 деформация: Изменение положения грунтов или конструкций, определяемое по вертикальным и горизонтальным перемещениям в сравнении с первоначальным положением.
3.2 горизонтальное перемещение грунта или конструкций: Сдвиг грунта или конструкций в целом, происходящий под действием сил и других факторов.
3.3 крен фундамента и сооружения: Деформация, происходящая в результате неравномерной осадки, просадки, подъема, горизонтального воздействия и т.п.
3.4 точность измерений: Характеристика измерений, отражающая близость к истинному значению.
3.5 погрешность измерений: Отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.
3.6 репер: Геодезический знак, закрепляющий пункт нивелирной сети.
3.7 репер глубинный: Геодезический глубинный знак, опирающийся на скальные, полускальные или другие коренные практически несжимаемые грунты.
3.8 репер грунтовый: Геодезический знак, опирающийся на плотные грунты, или ниже глубины сезонного промерзания.
3.9 репер стенной: Геодезический знак, устанавливаемый на несущих конструкциях зданий и сооружений, осадка которых стабилизировалась.
3.10 деформационная марка: Геодезический знак, жестко укрепленный на конструкции здания или сооружения (фундаменте, колонне, стене), меняющий свое положение вследствие осадки, просадки, подъема, сдвига, крена и т.п. фундамента (сооружения).
3.11 опорный знак: Знак, практически неподвижный в горизонтальной плоскости, относительно которого определяются сдвиги и крены фундаментов зданий или сооружений.
3.12 центрировочное устройство: Устройство на опорном знаке для многократной фиксированной установки геодезических инструментов в одном и том же положении.
3.13 ориентирный знак: Знак, используемый для обеспечения исходного ориентирного направления при определении сдвигов и кренов фундаментов зданий и сооружений.
3.14 геометрическое нивелирование: Метод определения разности высот точек при помощи геодезического прибора с горизонтальной визирной осью и отвесно установленных в этих точках реек.
3.15 тригонометрическое нивелирование: Метод определения превышений при помощи геодезического прибора с наклонной визирной осью.
3.16 гидростатическое нивелирование: Метод определения разности высот наблюдаемых точек посредством разностей уровней жидкости в сообщающихся сосудах.
3.17 стационарная гидростатическая система: Прибор для определения осадок фундаментов, состоящий из большого числа водомерных стаканов-пьезометров, жестко укрепленных на фундаментах или конструкциях здания (сооружения).
3.18 способ совмещения при нивелировании: Способ отсчета по рейке, при котором вращением элевационного винта совмещают изображение концов пузырька уровня нивелира, а затем, изменяя наклон плоско-параллельной пластинки микрометром, совмещают биссектор со штрихом рейки.
3.19 способ наведения при нивелировании: Способ отсчета по рейке, когда нивелиром, приведенным в горизонтальное положение, сетка нитей визирной трубы наводится на ближайшие деления рейки.
3.20 метод створных наблюдений: Метод измерений отклонений деформационных марок во времени, установленных на здании (сооружении), от линии створа, концы которого закрепляются неподвижными опорными знаками.
3.21 метод отдельных направлений: Метод измерений отклонений деформационных марок по изменению горизонтального угла и расстоянию от опорных знаков до марок во времени.
3.22 замыкание горизонта: Вторичное наведение визирной оси теодолита (нивелира) на начальный ориентирный пункт и отсчета по горизонтальному кругу и в целях контроля неподвижности круга в течение полуприема угловых измерений.
3.23 триангуляция: Метод определения планового положения точек, являющихся вершинами построенных на местности смежно-расположенных треугольников, в которых измеряют их углы и некоторые из сторон, а координаты вершин и длины других сторон получают тригонометрически.
3.24 трилатерация: Метод определения планового положения точек, являющихся вершинами построенных на местности смежно-расположенных треугольников, в которых измеряют все стороны, а координаты вершин и горизонтальные углы между сторонами определяют тригонометрически.
3.25 полигонометрия: Метод определения планового положения точек здания (сооружения) по разностям координат, полученных путем проложения полигонометрического хода по опорным знакам и деформационным маркам, в котором измеряются все стороны, связывающие эти точки, и горизонтальные углы между ними.
3.26 способ малых (параллактических) углов: Способ смещения точек здания (сооружения), при котором расстояния определяются тригонометрическим путем по точно измеренному малому базису и лежащему против него острому (параллактическому) углу.
3.27 способ струны: Способ фиксирования направления какой-либо оси с помощью калиброванной стальной (капроновой, нейлоновой) струны, натягиваемой между закрепленными на местности точками, и стационарных или переносных отсчетных приспособлений с верньерами, индикаторами часового типа и т.п., закрепленными под струной в местах установки деформационных марок.
3.28 полуприем измерения: Однократное измерение угла при одном (любом) положении вертикального круга теодолита.
3.29 прием измерения: Двукратное измерение угла при двух положениях вертикального круга теодолита.
3.30 метод проецирования: Метод измерения наклонов здания (сооружения), при котором на двух взаимно перпендикулярных осях объекта закладываются опорные знаки, с которых теодолитом проецируют заметную верхнюю точку на какую-либо горизонтально установленную палетку (рейку), закрепленную внизу здания (сооружения). Зафиксированный в течение времени на палетке ряд точек представляет собой проекцию траектории верхней наблюдаемой точки на плоскость.
3.31 метод координирования: Метод измерения наклонов здания (сооружения), при котором вокруг объекта прокладывают замкнутый полигонометрический ход и вычисляют координаты трех или четырех постоянно закрепленных точек, с которых через определенные промежутки времени засечкой находят координаты хорошо заметной наверху здания, сооружения точки. По разности координат между циклами наблюдений находят значение наклона и его направление.
3.32 кренометр: Прибор, основной частью которого является точный уровень с измерительным винтом на одном из его концов, позволяющий определить крен в градусной и относительной мере.
3.33 обратный отвес: Натянутая струна, закрепленная в нижних горизонтах. С помощью уровней или поплавка в жидкости струна приводится в отвесное положение, что позволяет передавать в верхний горизонт координаты нижней точки.
3.34 маяк, щелемер: Приспособление для наблюдения за развитием трещин: гипсовая или алебастровая плитка, прикрепляемая к обоим краям трещины на стене; две стеклянные или плексигласовые пластинки, имеющие риски для измерения величины раскрытия трещины и др.
4 Общие положения
4.1 Определения деформаций грунта оснований фундаментов зданий и сооружений должны проводиться по программе, отвечающей требованиям, приведенным в приложении А, в целях:
- определения абсолютных и относительных значений деформаций и сравнения их с расчетными;
- выявления причин возникновения и степени опасности деформаций для нормальной эксплуатации зданий и сооружений;
- принятия своевременных мер по борьбе с возникающими деформациями или устранению их последствий;
- получения необходимых характеристик устойчивости оснований и фундаментов;
- уточнения расчетных данных физико-механических характеристик грунтов;
- уточнения методов расчета и установления предельных допустимых значений деформаций для различных грунтов оснований и типов зданий и сооружений.
Программа проведения измерений составляется организацией, проводящей измерения, на основе технического задания (см. приложение Б), выдаваемого проектно-изыскательской или научно-исследовательской организацией по согласованию с организациями, осуществляющими строительство или эксплуатацию.
4.2 С точки зрения геоинформационных систем определение деформаций оснований фундаментов строящихся зданий и сооружений является мониторингом деформаций и входит в состав геотехнического мониторинга. Мониторинг деформаций следует проводить в течение всего периода строительства и в период эксплуатации до достижения состояния стабилизации деформаций. Значение деформаций принимается по расчету, нормативным документам или устанавливается проектной или эксплуатирующей организацией с включением в техническое задание.
Для уникальных зданий и сооружений, а также при выполнении наблюдений, требующих непрерывного получения результатов измерений, рекомендуется использовать автоматизированные системы наблюдений. Оценка результатов измерений, полученных при помощи автоматизированной системы, должна проводиться специализированной организацией.
Мониторинг деформаций зданий и сооружений, находящихся в эксплуатации, следует проводить в случае появления недопустимых трещин, раскрытия швов, а также резкого изменения условий работы здания или сооружения.
4.3 В процессе мониторинга деформаций оснований фундаментов должны быть измерены (отдельно или совместно) следующие величины:
- вертикальные перемещения (осадки, сдвиги, просадки, подъемы, прогибы и т.п.);
СП 22.13330.2016 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83* (с Изменениями N 1, 2, 3)
Максимальная или средняя осадка, см
1 Производственные и гражданские одноэтажные и многоэтажные здания с полным каркасом:
то же, с устройством железобетонных поясов или монолитных перекрытий, а также здания монолитной конструкции
то же, с устройством железобетонных поясов или монолитных перекрытий
2 Здания и сооружения, в конструкциях которых не возникают усилия от неравномерных осадок
3 Многоэтажные бескаркасные здания с несущими стенами из:
крупных блоков или кирпичной кладки без армирования
то же, с армированием, в том числе с устройством железобетонных поясов или монолитных перекрытий, а также здания монолитной конструкции
4 Сооружения элеваторов из железобетонных конструкций:
рабочее здание и силосный корпус монолитной конструкции на одной фундаментной плите
то же, сборной конструкции
отдельно стоящий силосный корпус монолитной конструкции
то же, сборной конструкции
5 Дымовые трубы высотой Н, м:
6 Жесткие сооружения высотой до 100 м, кроме указанных в пунктах таблицы 4 и 5
7 Антенные сооружения связи:
стволы мачт заземленные
то же, электрически изолированные
башни коротковолновых радиостанций
башни (отдельные блоки)
8 Опоры воздушных линий электропередачи:
анкерные и анкерно-угловые,
промежуточные угловые, концевые, порталы открытых распределительных устройств специальные переходные
1 Значение предельной максимальной осадки основания фундаментов применяется к сооружениям, возводимым на отдельно стоящих фундаментах на естественном (искусственном) основании или на свайных фундаментах с отдельно стоящими ростверками (ленточные, столбчатые и т.п.).
2 Значение предельной средней осадки основания фундаментов применяются к сооружениям, возводимым на едином монолитном железобетонном фундаменте неразрезной конструкции (перекрестные ленточные и плитные фундаменты на естественном или искусственном основании, свайные фундаменты с плитным ростверком, плитно-свайные фундаменты и т.п.).
3 Предельные значения относительного прогиба зданий, указанных в пункте 3 таблицы, принимают равными 0,5, а относительного выгиба - 0,25.
5 Если основание сложено горизонтальными (с уклоном не более 0,1), выдержанными по толщине слоями грунтов, предельные значения максимальных и средних осадок допускается увеличивать на 20%.
7 На основе обобщения опыта проектирования, строительства и эксплуатации отдельных видов сооружений допускается принимать предельные значения деформаций основания фундаментов, отличающиеся от указанных в настоящем приложении.
Читайте также: