ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Исследуемая площадка находится на территории существующей больницы. В геоморфологическом отношении площадка расположена на первой надпойменной террасе р. Газимур. Рельеф участка в пределах контура зданий ровный, абсолютные отметки изменяются от 789.90 м до 790.05 м. По результатам инженерно-геологических изысканий, проведенных в 1977 г. ОАО «Читагражданпроект», площадка сложена многолетнемерзлыми грунтами сливающегося типа. Криогенная текстура многолетнемерзлых грунтов массивная и слоистая. Особенно льдонасыщены гравийные грунты. Лед встречается в виде пленок, обволакивающих гальку и гравий.

Температура многолетнемерзлых грунтов на глубине 10.0 м составляет минус 0.8 - 1.0°С. Глубина оттаивания на период изысканий составила 1.2 - 1.6 м. Нормативная глубина сезонного оттаивания составляет 2.5 м. Грунтовые воды на период изысканий не встречены, но возможно их появление в период выпадения обильных атмосферных осадков.

В геологическом строении площадки принимают участие четвертичные аллювиальные отложения, представленные суглинком, супесью, гравелистым и гравийным грунтом с супесчаным заполнителем. Мощность почвенно-растительного слоя составляет до 0.5 м. Ниже представлена характеристика грунтов слагающих площадку по слоям.

Слой 1. Суглинок от коричневато-серого до темно-серого цвета, полутвердой и тугопластичной консистенции. Встречен всеми скважинами под почвенно-растительным слоем до глубины 1.8 - 2.3 м. На период изысканий находился как в талом, так и в сезонно-мерзлом состоянии. При промерзании в деятельном слое суглинок обладает пучинистыми свойствами.

Слой 2. Гравийный грунт кристаллических пород с супесчаным заполнителем. Вскрыт всеми скважинами с глубины 1.8 - 2.3 м, имеет мощность 5.0 - 5.8 м. Грунт мерзлый, льдонасыщенный. Лед в виде пленок, обволакивающих гальку.Наименьшими значениями показателей механических свойств обладают грунты, залегающие в кровле слоя до глубины 4.0 м, что объясняется наибольшей льдонасыщенностью этих грунтов. Коэффициент оттаивания грунтаA _thпри глубине его залегания до 4.0 м составляетA _th= 0.025, при залегании в интервале 4.0 - 7.6 мA _th= 0.015. Коэффициент сжимаемости грунтаdпри его оттаивании соответственно равенd= 0.29 МПа ^-1 иd= 0.1 МПа ^-1. По содержанию частиц, имеющих диаметр менее 0.1 мм, грунт залегающий в пределах деятельного слоя, относится к непучинистым грунтам.

Слой 3. Супесь серого цвета, гравелистая (до 30 - 45 %). Вскрыта всеми скважинами с глубины 7.3 - 7.6 м. Находится в мерзлом состоянии. Криогенная текстура толсто-редкослоистая. Количество льда, приходящегося на 1 м равно 3 - 4 см. После оттаивания супесь от пластичной до текучей консистенции. Относительное сжатие грунта под давлением 0.2 МПа при его оттаивании составляет 0.12.

Согласно проекту здание лечебного корпуса на 48 коек двухэтажное, с проветриваемым подпольем. Размер здания в плане 50.4ґ14.4 м. Фундаменты свайные из буродобивных свай марки СМТ 7-30, с однорядным расположением. Шаг свай колеблется от 1.15 до 3.76 м. Ростверк монолитный ленточный, поперечным сечением 0.5ґ0.4; 0.64ґ0.4 м.

Цоколь выполнен из обыкновенного глиняного кирпича М-75, стены наружные - из обыкновенного глиняного кирпича М-75, с облицовкой силикатным М-100. Стены внутренние из обыкновенного глиняного кирпича М-75. перегородки кирпичные. Здание с поперечными несущими стенами. Перекрытия из сборных железобетонных панелей, лесницы сборные железобетонные на металлических косоурах. Крыша чердачная, кровля из волнистых асбоцементных листов.

В проекте предусмотрено опирание свай на многолетнемерзлый гравийный грунт с супесчаным заполнителем. Принцип использования многолетнемерзлых грунтов основания -I, с сохранением их в мерзлом состоянии, как в период строительства, так и в течение всей эксплуатации здания. Расчетная температура многолетнемерзлых грунтов на уровне нижнего конца свай - минус 0.8°С.

Поверхность грунта в проветриваемом подполье от проникновения влаги защищается путем устройства бетонного покрытия с уклоном 2 % в сторону наружных стен. Проектом предусмотрено устройство трех монолитных железобетонных поясов сечение 250ґ220 мм, из бетона класса В-15. Пояса располагаются на уровне перекрытий: над проветриваемым подпольем, над первым и вторым этажами.

Анализ технической документации позволяет констатировать следующее. Строительство здания начато в начале 1986 года. Погружение свай производилось в период с 7 февраля по 5 марта 1986. Затем работы были приостановлены. К устройству ростверка приступили лишь в 1990 г. Возведение коробки здания было завершено в 1992 г. Далее строительство здания было вновь приостановлено.

Обследования технического состояния здания проводилось в мае 2001 г. и позволило установить следующее:

1) не возведена крыша чердачного типа и кровля из волнистых асбоцементных листов, предусмотренные проектом;

2) отмостка, предохраняющая от увлажнения грунт, расположенный непосредственно в активной зоне свай, также отсутствует;

3) мероприятия по вертикальной планировке площадки вокруг здания, направленные на предотвращение попадание поверхностных стоков с окружающей территории в проветриваемое подполье под зданием не реализованы;

4) при погружении свай допущены значительные отклонения их осей от проектного положения, достигающие 220 мм;

5) верхняя часть ствола некоторых свай подверглась наращиванию монолитным бетоном для обеспечения заделки сваи в ростверк;

6) у многих свай (в верхней части их ствола) отмечено частичное разрушение бетона, оголение арматуры;

7) выявлены микротрещины в теле ростверка, отмечено увеличение их толщины в узлах их сопряжения со сваями;

8) прочность бетона ростверка и свай постепенно снижается из-за периодического их замораживания и оттаивания в увлажненном состоянии;

9) в кирпичной кладке наружных стен по осям А-5-6, Г-10-11, 11-Б-Г выявлены трещины с шириной раскрытия до 20 мм;

10) трещина шириной до 2 мм выявлена в поперечной внутренней стене по оси 6-Б-В;

11) отсутствие кровли влечет за собой периодическое замачивание стен, перекрытий, что существенно снижает их долговечность;

Проведены геодезические измерения относительных отметок верха ростверка по оси А, а также верха цоколя по периметру здания. По результатам измерений построены диаграммы относительных отметок верха ростверка и верха цоколя. Эпюры относительных отметок верха цоколя свидетельствуют о значительном прогибе цоколя по оси А (в осях 5-6), величина которого достигает 149 мм. По другим осям периметра здания прогибы существенно ниже, и колеблются в среднем от 30 до 60 мм.

Проведено визуальное обследование и фотосъемка здания в целом, его конструктивных элементов и узлов их сопряжений. Произошло продавливание незагруженного углового участка ростверка. Пригруз углового участка ростверка не был осуществлен из-за оставленного зазора между ростверком и железобетонной плитой перекрытия над проветриваемым подпольем. Указанный зазор должен был быть заполнен кирпичной кладкой цоколя (обыкновенный глиняный кирпич).

Ситуацию усугубило смещение сваи (при ее погружении) от проектного положения на 200 мм по направлению из плоскости несущей поперечной стены. Кроме того, недостаточная прочность бетона и слабое армирование перенапряженного участка ростверка не позволили предотвратить образование наклонных трещин и скалывание углового участка ростверка. Это в конечном итоге полностью вывело из строя узел сопряжения ростверка со сваей.

Выявлен фрагмент фасада с трещиной (толщиной до 20 мм) в кирпичной кладке продольной наружной стены по оси А, расположенной над деформированным угловым участком ростверка в пересечении осей А-6. Образование трещины вызвано прогибом ростверка, произошедшим вследствие разрушения узла сопряжения ростверка и сваи в пересечении осей А-6.

Отмечены трещины (толщиной до 3 мм) в кирпичной кладке торцевой стены по оси 11. Образование трещины вызвано прогибом ростверка величиной до 55 мм по середине торца здания. Обнаружены деформации бетонного покрытия в проветриваемом подполье. Через деформированные участки бетонного покрытия атмосферная вода проникает в грунт основания свай, способствует деградации многолетнемерзлых грунтов, снижению их прочностных свойств.