ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЗДАНИЙ В СЛОЖНЫХ ГРУНТОВЫХ УСЛОВИЯХ ЮГА РОССИИ НА ПРИМЕРЕ ДЕТСКОГО САДА В С. АЧИКУЛАК, НЕФТЕКУМСКОГО ГОРОДСКОГО ОКРУГА, СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ

Чагаров Залим Канаматович1, Акобян Геворг Ваникович2
1Северо-Кавказский федеральный университет, студент 4 года обучения
2Северо-Кавказский федеральный университет, аспирант 4 года обучения

Аннотация
В процессе возведения высокоответственных объектов Юга России проектировщикам и строителям приходится решать исключительно сложные проблемы возведения зданий и сооружений на уникальных по просадочности лессовых грунтах.
В данной статье мы рассматриваем опыт строительства детского сада в 2020-2021 г в сложных инженерно-геологических условиях на территории села Ачикулак, Нефтекумского городского округа, Ставропольского края.

Ключевые слова: , ,


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Чагаров З.К., Акобян Г.В. Проблемы проектирования зданий в сложных грунтовых условиях юга России на примере детского сада в с. Ачикулак, Нефтекумского городского округа, Ставропольского края // Современные научные исследования и инновации. 2022. № 5 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2022/05/98325 (дата обращения: 24.04.2024).

Рисунок 1. Ситуационная схема расположения участка строительства

По результатам полевых, лабораторных и камеральных работ, с учетом данных о геологическом строении, литологических особенностях грунтов площадки, в соответствии с [1], в пределах разведанной толщи грунтов, до глубины 30,0 м, выделено 5 инженерно-геологических элементов, ИГЭ (инженерно-геологические слои сверху–вниз):

Результаты инженерно-геологических изысканий.

ИГЭ-1. Почвенный слой, ped QIV. Вскрыт всеми скважинами до глубины 0,1 м. Содержание гумуса составляет 1,93-2,46 %. Почвенный слой в качестве основания фундаментов не рекомендуется. Физико-механические и химические свойства не изучались.


Рисунок 2. Геолого-литологическая колонка по скважине №4

ИГЭ-2. Супесь твердая, просадочная (PSL>Pбыт, εSL<5 см), vd QIII. Слой распространенпо всей территории. Вскрыта всеми скважинами. Залегает до глубины 0,9-1,6 м (абс. отм.66,10-67,43 м). Мощность слоя 0,8-1,5 м.ИГЭ-3. Супесь текучая, vd QIII. Вскрыта всеми скважинами. Залегает в интервале глубин от 0,9-1,6 м до 14,1-15,0 м (абс. отм. 52,58–53,75 м). Мощность слоя 12,8-13,7 м.

Супесь, ИГЭ-3, обладает следующими механическими характеристиками:-относительная естественная влажность W = 26,0 %,-плотность грунта при естественной влажности ρn = 1,94г/см3, ρ 0,85 = 1,92 г/см3, ρ 0,95 = 1,92 г/см3,-плотность грунта в сухом состоянии ρd = 1,54г/см3,-плотность твердых частиц грунта ρs = 2,70 г/см3,-коэффициент пористости е = 0,757д.ед.,-степень влажности Sr = 0,93 д. ед.,-относительная влажность на границе текучести WL = 23,4 %,-относительная влажность на границе раскатывания Wp = 16,8 %,-число пластичности I р = 6,5 %,-показатель консистенции IL = 1,45 д. ед.

ИГЭ-4. Глина легкая, полутвердая, am QIII. Слой вскрыт до глубин 19,2–19,4 м (абс. отм.48,66–48,85 м), от поверхности земли. Мощность слоя составляет от 4,8–4,9 м.

ИГЭ-5. Песок пылеватый, средней плотности, водонасыщенный, аm QIII. Вскрыт скважинами №№ 1, 10, 13, на глубине с 19,2-19,4 м до глубин 25,0-30,0 м (абс. отм. 38,03–43,15 м). Максимально вскрытая мощность составляет 10,8 м

На всей территории проектируемого здания вскрыта супесь твердая, просадочная, ИГЭ-2. Мощность слоя составляет от 0,8 до 1,5м. Супесь просадочная в качестве основания фундаментов здания не выступает. Супесь ИГЭ-2 проявляет просадочные свойства при нагрузках, превышающих бытовое давление, Psl>Pбыт.

Супесь ИГЭ-3, выступающая в качестве основания фундаментов проектируемых зданий, имеет низкие значения деформационных и прочностных свойств.

В связи с этим рекомендовано предусмотреть мероприятия, препятствующие неравномерным осадкам проектируемых зданий.

Варианты компенсирующих мероприятий

В качестве конструктивных мероприятий в строительстве применяются следующие методы:

1) выполнение армированных железобетонных поясов (в т.ч. ростверков), повышающих прочность фундаментов [2, п. 5.9.4.б];

2) проектирование жестких конструкций отдельных сооружений для снижения возможности деформаций [2, п.5.9.4.б];

3) проектирование эластичных узлов и механизмов технологического цикла, проходящих между проектируемыми блоками–для повышения их податливости [2, п.5.9.4.в];

4) увеличение площади подошвы фундаментной плиты–для снижения нагрузок на грунты основания [2, п.5.9.5.б];

В связи с текучим состоянием и, как следствие, низкими значениями физико-механических свойств грунтов основания (супеси, ИГЭ-3) рекомендовано предусмотреть мероприятия по улучшению строительных свойств грунтов основания до начала строительства.

В соответствии с [2, р. 5.9], рекомендуется предусмотреть следующие мероприятия по улучшению строительных свойств:

1) уплотнение насыщенных водой грунтов грунтовыми сваями, выполненными нединамическими способами [2, п. 5.9.3, а];

2) подготовку основания с помощью выполнения гравийной подушки (подушку рекомендуется выполнять из гравийных и щебнистых грунтов, имеющих низкую степень окатанности – «окол», как следствие–более высокие значения характеристик сцепления и внутреннего трения), [2, п. 5.9.3. б];

3) устройство насыпи, в основании проектируемого здания, по кровле супеси, ИГЭ-3 (глинистый грунт, чаще всего, в насыщенном водой и уплотненном состоянии, имеет тугопластичную или твердую консистенцию, что, однако, необходимо, при строительстве, подтверждать лабораторными испытаниями), [2, п. 5.9.3. в];

4) закрепление супеси, ИГЭ-3, различными методами [2, п. 5.9.3. в]: буроинъекционными, электрохимическими, буросмесительными) методами.

Проектное решение

В ходе анализа результатов инженерно-геологических изысканий приняты следующие проектные решения:

В качестве ЕСТЕСТВЕННОГО основания плитных фундаментов проектируемого ДОУ, при глубине заложения фундаментов (3,0–3,5 м) по напластованию грунтов должна выступать ИГЭ-2 супесь твердая, просадочная, подстилающий слой-супесь текучая, ИГЭ-3.

Проектом предусмотрены мероприятия по исключению просадочных грунтов путем замены грунта и создания подушки из щебня и повышению прочностных характеристик грунта.

В связи с текучим состоянием и, как следствие, низкими значениями физико-механических свойств грунтов основания (супеси, ИГЭ-3) проектом предусмотрены мероприятия по улучшению строительных свойств грунтов основания до начала строительства.

В соответствии с [2, р. 5.9], принято решение о подготовке основания с помощью устройства подушки высотой 1750 мм (подушку рекомендуется выполнять из гравийных и щебнистых грунтов, имеющих низкую степень окатанности – «окол», как следствие–более высокие значения характеристик сцепления и внутреннего трения) [2, п. 5.9.3. б].

При устройстве искусственного основания проектом предусмотрены поэтапные работы:

  1. Отсыпка окола, с последующим вдавливанием в грунт основания.
  2. Отсыпка и послойное уплотнение подушки из щебня (толщина слоя не более 500 мм). Каждый слой щебня следует уплотнять непосредственно после отсыпки.
  3. Устройство фундаментов и обратная засыпка пазух котлована, с послойным уплотнением и контролем качества.

При производстве работ рекомендовано предусмотреть временное водопонижение и, при необходимости, временное крепление откосов котлована.

Рисунок 3. Схема устройства щебеночной подготовки. Устройство фундаментов.

Фундаменты запроектированы в виде сплошной монолитной железобетонной фундаментной плиты.

Высота плиты 500 мм, армируется отдельными арматурными стержнями, образующими верхний и нижний сетки. В местах концентрации напряжений предусмотрено усиленной армирование хон плиты.

Кроме того, плита имеет армирование армоблоками, выполняющими роль поперечной арматуры и фиксаторов для обеспечения проектного положения арматуры. Армоблоки расположены вдоль стен и по грани плиты – контурный армоблок. Армоблоки состоят из плоских каркасов, которые объединяются в пространственные блоки при помощи соединительных стержней, установленных с шагом 400мм. Для обеспечения пространственной жесткости предусмотрены крестовые связи в продольном и поперечном направлении–не менее 1 креста на 1 п.м.


Библиографический список
  1. ГОСТ 25100-2020. Грунты. Классификация
  2. СП 22.13330.2016. Основания зданий и сооружений
  3. СП 21.13330.2012. Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах
  4. СП 14 13330.2018. Строительство в сейсмических районах
  5. НИИОСП им. Герсеванова Госстроя СССР. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83). М., 1983.


Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Чагаров Залим Канаматович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация