Учет наличия и характера соседних сооружений при проектировании фундаментов
Рис. 13.14 иллюстрирует случай нарушения прочности здания, возведенного ранее на сжимаемых грунтах, который может иметь место в связи с осадкой вновь выстроенного здания. Серьезно поврежденное старое четырехэтажное кирпичное здание с железобетонным каркасом благополучно существовало много лет до тех пор, пока рядом с ним не было построено новое восьмиэтажное здание. Оба здания были возведены на свайных фундаментах с короткими сваями (длиной 25 футов), забитыми в покровный слой коры высыхания глинистого грунта в твердой консистенции, подстилавшегося грунтом в более мягкой консистенции. Осадка грунта вокруг нового здания распространилась под ранее возведенное здание и вызвало в нем разность осадок, что повлекло за собой образование трещин в 6 дюймов в стенах последнего (ср. с рис. 13.5,а).
Зачастую придерживаются убеждения, что конструктивный шов шириной порядка 1 дюйма между частями зданий различной высоты и веса является достаточным, чтобы предотвратить нарушение прочности более легкой части здания в результате осадки, вызванной более тяжелой его частью. Такое мнение ошибочно, так как невозможно разделить конструктивным швом толщу грунта между двумя такими секциями здания. При этом условии осадка грунта вокруг более массивной части здания, как это показано на рис. 13.15, распространится и будет заходить под более легкую его часть, осадка которой s1 намного меньше, чем осадка s2 более массивной части здания. Влияние осадки вновь выстроенного здания может распространяться вокруг него на значительное расстояние. Если такое ранее возведенное здание или более легкая часть нового спроектированы с учетом восприятия напряжений, вызванных некоторым нависанием их над просевшей поверхностью грунта (рис. 13.15, б), то прочность их будет обеспечена. В противном случае их осевшая часть будет входить в просевшую поверхность грунта (рис. 13.15, в), что может вызвать нарушение их прочности, подобное показанному на рис. 13.14. В результате такого положения может быть предъявлен иск на значительную сумму. Юридических норм в отношении ответственности за причиненный таким образом ущерб сооружениям, принадлежащим различным владельцам, не имеется.
При возведении здания в районах, где слои грунтов с высокой несущей способностью залегают на глубине вне пределов их легкой досягаемости при строительстве, неизбежность неравномерных осадок зданий должна быть учтена при архитектурном их оформлении. Значительной разницы по высоте отдельных частей сооружения, подобной показанной на рис. 13.15, следует избегать. Если это требование удовлетворить невозможно, должны быть по крайней мере предприняты меры по возведению низкой части сооружения с некоторым запаздыванием, когда большая часть осадки массивной части здания уже проявится. Чаще всего для этого достаточно одного года. Так или иначе, штукатурные работы или работы по облицовке фасада камнем должны откладываться, так как всякая деформация здания наиболее очевидным и неприглядным образом обнаруживается в первую очередь в таких хрупких материалах, используемых для наружной отделки. Деформация строительных конструкций в подобных случаях обычно не вызывает нарушения их прочности. Прогноз осадки сооружения и контрольные наблюдения за ней будут всегда способствовать разработке деталей проекта сооружения и назначению правильной очередности его возведения.
Вопрос об относительном заглублении фундаментов нового и старого примыкающего к нему зданий должен всегда являться предметом тщательного изучения. Допустим, например, что здание II, показанное на рис. 13.16, имеет два подвальных этажа. Благодаря этому его фундамент покоится на скале. В то же время примыкающее к нему существующее и более легкое здание I имеет только один подвальный этаж и возведено на покровном слое плотного песка. В этом случае под стену А здания I должен быть подведен новый фундамент, чтобы обеспечить передачу ее веса на скалу и тем самым предотвратить выпирание песка, на котором покоится здание I, в более глубокий котлован здания II.
Аналогично этому, если здание III более поздней постройки имеет только один подвальный этаж, наличие двух таких этажей примыкающего здания II, построенного несколько ранее, должно оказать влияние на выбор фундамента для нового здания III. Он должен быть опущен до скалы, так как в ином случае на стены и внешние колонны здания II по линии В будет воздействовать значительное боковое давление. При возведении здания II на свайном фундаменте должны использоваться сваи, вызывающие минимальное смещение грунта вбок, например стальные трубы с открытым торцом, и, следовательно, приводящие к минимальному увеличению бокового давления на существующую стену В. Тогда все здание III должно опираться на такие сваи или опускные колодцы, доведенные до скалы, так как в противном случае ему будет угрожать неравномерная осадка.
При проектировании подобных сооружений также должен быть рассмотрен вопрос о возможном влиянии на них снижения уровня грунтовых вод.