Защита оснований и фундаментов от поверхностных и грунтовых вод

Причины, вызывающие необходимость усиления оснований и фундаментов

Долговечность зданий и сооружений, их соответствие своему назначению во многом определяются состоянием оснований и фун­даментов.

Система основание — фундамент является наиболее сложной в моделировании и предвидении ее функционирования в процессе возведения и особенно эксплуатации зданий и сооруже­ний. Эта система в эксплуатационных условиях постоянно испыты­вает одновременное, зачастую трудно учитываемое воздействие многих факторов, из которых наиболее значительными являются изменения свойств основания, природные явления и воздействия, связанные с деятельностью человека.

Нарушения нормальной работы оснований и фундаментов встре­чаются довольно часто, и хотя тотчас обычно не происходит пол­ного разрушения зданий и сооружений, но наблюдаются разного рода деформации, перекосы, трещины, которые без устранения причин их появления и невыполнения в срок ремонтных работ мо­гут привести к самым серьезным последствиям, вплоть до аварий.

Причины:

1. нечетко выполненных инженерно-геологических изысканий

2. непол­ного учета эксплуатационных факторов,

3. недостаточной оценки влияния расположенных вблизи зданий и подземных коммуника­ций

4. несоблюдения правил проектирования в особых условиях строительства.

5. Иногда инженерно-геологические изыскания для проектирования фундаментов проводятся значительно раньше нача­ла строительства, а к моменту разворота работ условия на площадке по каким-либо причинам изменяются.

6. В некоторых случаях при инженерно-геологических изысканиях на строительной площадке выполняется недостаточное число геологических выработок, что при наличии разнородных грунтов приводит к неточности исходных предпосылок.

7. Все еще имеются случаи неточности при определении физико-механических и прочностных характеристик грунтов и при принятии расчетных схем фундаментов.

8. При строительстве новых зданий рядом с существующими фун­даментами, что особенно характерно для больших городов, повы­шаются нагрузки на их основания.

9. Если фундаменты были рассчи­таны лишь на нагрузку от опирающегося на них сооружения, то дополнительная нагрузка может вызвать осадки фундаментов, превышающие допустимые.

10. Необходимость усиления оснований и фундаментов может воз­никнуть также вследствие передачи дополнительной нагрузки при реконструкции здания или оборудования, механического воздейст­вия на фундаменты, нарушения правил эксплуатации оборудова­ния и коммуникаций.

11. При расположении здания или сооружения на склоне в случае проявления оползневых подвижек фундаменты могут испытывать воздействия сползающего грунта. В таком слу­чае требуется не только усилить фундамент, но и принять меры к укреплению самого склона.

Защита оснований и фундаментов от поверхностных и грунтовых вод

Водонасыщение или обводнение грунтов существенно снижает их физико-механические и прочностные характеристики, а иногда приводит к суффозии, или вымыванию грунта из-под фундаментов. Особенно опасно обводнение площадок, сложенных просадочными грунтами. Кроме того, под воздействием растворенных в воде хи­мически агрессивных веществ наблюдается резкое ускорение кор­розии бетона фундаментов.

При решении вопросов защиты оснований от воздействия вла­ги осуществляют мероприятия, которые условно можно разбить на три группы, каждая из которых проводится с определенной целью.

Первая группаимеет целью полностью прекратить доступ воды на территорию строительной площадки или на застроенную тер­риторию. В этом случае устраивают нагорные канавы и кюветы, водоперехватывающие и отводящие лотки, дренажные траншеи или засыпки с отводящими дренажными трубами, противофильтрационные завесы и т. д. Сюда же относятся мероприятия по отводу поверхностных вод, осуществляемому путем вертикальной плани­ровки и устройства ливневой канализации.

Вторая группаводозащитных мероприятий предназначается для отвода поступающей на территорию воды от построенных на ней сооружений. В этом случае устраивают окольцовывающие (коль­цевые) дренажи в виде траншей с уложенными в них дренами, за­
полненных дренажным материалом, дренажные завесы с самотеч­ным отводом воды или с принудительной откачкой, сеть откачных скважин, локальные противофильтрационные заве­сы и т. п.

Третья группамероприятий осуществляется для понижения уровня подземных вод (УПВ) под зданием или сооружением.
Это достигается откачкой воды из системы трубчатых колод­
цев, скважин, расположенных вокруг котлована или вдоль
траншеи, обеспечивающей снижение УПВ ниже дна выемки ИЛИ ПОДОШВЫ фундаментов. Грунтовый водоотлив можвт быть применен в разнообраз­ных гидрогеологических условиях, кроме того, он обладает рядом преимуществ перед открытым водоотливом: отпадает необходимость устраивать пологие откосы или шпунтовые ограждения, создаются благоприятные условия для механизации работ, обеспечивается надежность водоотлива.

Водопонизительные работыпри грунтовом водоотливе могут осуществляться различными способами, в том числе с использова­нием легких и эжекторных иглофильтровых установок (рис. 4.1), водопонизительных скважин. При осушении глинистых грунтов, когда вышеперечисленные способы водопонижения недостаточно эффективны, применяют специальные способы водопонижения — вакуумирование и электроосушение (электроосмос).

Способ водопонижения и тип применяемого оборудования выби­рают в зависимости от глубины водопонижения, инженерно-геоло­гических и гидрогеологических условий площадки, конструкции сооружения и технико-экономических показателей.