Глава VIII. Особенности проектирования здании на протаивающих основаниях

§ 1. Конструктивные схемы зданий и сооружений

Протаивание основания сопровождается неравномерными осадками, которые вызывают дополнительные усилия в статически неопределимых конструкциях. Эти усилия могут вызвать недопустимые деформации несущих и ограждающих конструкций, при которых дальнейшая эксплуатация сооружения становится невозможной. Защита сооружения от недопустимых деформаций может достигаться двумя путями: регулированием осадок с целью уменьшения их величин и скорости либо приспособлением к ним конструкций сооружения выбором такой схемы, при которой дополнительные усилия оказываются минимальными.

Увеличивая гибкость конструкций, можно значительно уменьшить дополнительные усилия, а устраняя лишние связи в статической схеме сооружения, предупредить возникновение усилий. В случаях, когда такие меры оказываются невозможными, возникает необходимость усиления конструкций и повышения их пространственной жесткости.

В соответствии с этим здания и сооружения на протаивающих основаниях могут проектироваться по схемам:

• гибкой, при которой дополнительные усилия, возникающие вследствие неравномерных осадок, оказываются минимальными или не возникают совсем;
• жесткой, когда в конструкциях сооружений возникают значительные дополнительные усилия, но при этом происходит перераспределение реакций основания, концентрация которых вызывает местные деформации грунта, снижающие -неравномерность осадок.

Гибкие схемы пригодны для одноэтажных каркасных зданий, а также могут применяться для малоэтажных зданий с самонесущими стенами из дерева, кирпича и легкобетонных блоков на просадочных грунтах (e_п≤,3).

Жесткие схемы рекомендуются для сооружений незначительных размеров в плане или разделенных на отсеки осадочными швами, замкнутых оболочек (железобетонные силосы, резервуары, трубы), для подземных сооружений, многоэтажных бескаркасных зданий, а также для всех сооружений, в которых недопустимо нарушение сплошности ограждающихконструкций. Крупнопанельные здания высотой 2 этажа и более рекомендуется проектировать по жестким схемам.

При решении сооружений по гибким схемам рекомендуется:

• применение статически определимых схем каркасных сооружений;
• устройство дополнительных шарниров, которые могут быть полными или неполными (рис. II-73), постоянными или временными, закрываемыми после возникновения начальных наиболее опасных для сооружения осадок основания;
  
  Рис. II-73. Пример неполного шарнира. 1 - подкрановые балки; 2 - колонна; 3 - стык, замоноличиваемый бетоном; 4 - выпуск арматуры; 5 - зазор; 6 - связи фахверка; 7 - прокладка
  
  
• применение материалов, у которых успевают проявиться реологические свойства по мере развития осадок основания;
• уменьшение жесткости каменных стен в вертикальной плоскости; для кладки применяются пластичные растворы (известковые и сложные марки 10), ограничивается высота железобетонных поясов, уменьшается ширина простенков по сравнению с проемами, подоконная кладка выполняется без перевязки с простенками;
• применение креплений, допускающих регулирование опор оборудования (см. рис. II-27).

При жесткой схеме применяются пространственные сплошные железобетонные и армокаменные конструкции на фундаментах в виде плит или лент. Для обеспечения равномерной жесткости и повышенной прочности конструкций рекомендуется:

• разрезать здание осадочными швами на отсеки длиной по возможности не более полуторной высоты стен, причем эти швы должны разрезать все элементы здания от фундамента до покрытия (рис. II-74); ширина швов принимается не менее 6 см;
  
  Рис. II-74 Осадочные швы. а и б - в замыкающих стенах; в и г - для одноэтажных зданий из кирпича и шлакобетонных камней; 1 - арматура сечением 4-6 мм; 2 - штукатурка по металлической сетке; 3 - рейка; 4 - штукатурка по драни; 5 - конопатка: 6 - толь; 7 - арматура d = 6 мм и l = 800 мм (через два ряда камней)
  
  
• обеспечивать совместную работу стены с фундаментом (например, устройством гидроизоляции из цементной стяжки с гидрофобными добавками взамен рулонной);
• располагать стены в плане симметрично и без изломов;
• поперечные стены проектировать сквозными на всю ширину здания и располагать их не реже чем через 12 м по длине здания;
• равномерно размещать проемы и по возможности назначать их одинаковой высоты; принимать высоту окон ≤1,6 м, их ширину ≤1,8 м, высоту дверей ≤2,1 м, ширину простенков ≤2,1 м, ширину простенков ≥1,2 м, расстояние от угла ближайшего проема ≥1,5 м;
• избегать ослабления стен встроенным оборудованием, вертикальными штрабами;
• предусматривать перевязку кладки продольных и поперечных стен из мелких и крупных блоков и применять для них повышенные марки растворов;
• усиливать стены армокаменными или сборно-монолитными поясами (рис. II-75 и II-76), а также армировать углы и пересечения стен (рис. II-77);
  
  Рис. II-75. Усиление стен поясами. 1 - пояса в наружной стене; 2 - пояса во внутренней стене; 3 - заделка пояса внутренней стены в наружной; 4 - железобетонные пояса; 5 - сборные железобетонные перемычки; 6 - вертикальные связи в углах и пересечениях стен
  
  
  
  Рис. II-76. Конструкция стыка блоков, образующих стенной пояс
  
  
  
  Рис. II-77. Усиление углов и пересечений стен. а, б, в - сварными сетками; г - отдельными стержнями
  
  
• обеспечивать надежную связь сборных элементов перекрытий и покрытия между собой и со стенами (рис. II-78, II-79).
  
  Рис. II-78. Примеры соединения панелей перекрытия. а - на внутренней стене; б - на наружной стене; 1 - панель перекрытия; 2 - внутренняя продольная стена; 3 - закладные детали панелей; 4 - закладная деталь блока: 5 - соединительная планка; 6 - легкий бетон М-150; 7 - цементный раствор М-100
  
  
  
  Рис. II-79. Примеры анкеровки панелей перекрытия. а - на наружной стене; б - на внутренней стене; 1 - панель перекрытия; 2 - наружная стена; 3 - внутренняя стена; 4 - анкер (приварить к петлям плиты и замонолитить); 5 - монтажные петли; 6 - легкий бетон М-150; 7 - цементный раствор М-100