Влияние грунтов и грунтовых вод на деформацию и разрушение фундаментов

Основными причинами деформации и разрушения фундаментов являются: длительные простои разработанных котлованов, изменение влажностного режима грунтов (в том числе насыщение их химическими растворами), динамические воздействия и др.

Наибольшее количество воды в грунты оснований попадает из подземных коммуникаций. Так, поступление воды в грунт из нового водопровода может составлять 15-18%, а с увеличением срока его эксплуатации этот процент увеличивается. Большую опасность для оснований фундаментов представляют поверхностные воды, отводу которых часто не уделяется должного внимания. Между тем замачивание оснований из поверхностных источников, как правило, приводит к неравномерным деформациям зданий. Особенно опасно замачивание оснований, сложенных структурно неустойчивыми грунтами - просадочными, набухающими, засоленными, пылеватыми и песчаными.

Как показывают наблюдения, в ряде крупных промышленных городов страны отмечается высокий подъем уровня грунтовых вод. Причинами этого являются интенсивная застройка территории, нарушающая условия поверхностного стока, утечки из коммуникаций, канализаций, отстойников, резервуаров, а также подтопление водами вследствие строительства плотин, водохранилищ. В результате названных явлений во многих случаях изменяется несущая способность фундаментов, обуславливая возникновение значительных осадок и деформаций существующих зданий и сооружений. При этом возникает проблема обеспечения нормальных условий эксплуатации зданий и сооружений на обводненных основаниях.

Предотвращение значительных осадок фундаментов на просадочных грунтах должно осуществляться по двум направлениям: устранение причин, вызывающих просадки (приостановка подъема грунтовых вод, отвод поверхностных вод, ремонт отводных канализаций) и усиление существующих фундаментов (уменьшение действующих давлений на основание путем уширения фундаментов, подведение свай, упрочнение грунтов) и надземных конструкций.

При вскрытии грунтов происходит определенное снижение их деформационных и прочностных свойств в верхнем слое основания, что обусловлено разуплотнением грунта вследствие снятия бытового давления, взвешивающим действием грунтовых вод, а также воздействием атмосферного выветривания. Явления разуплотнения грунтов обычно проявляются при значительной глубине разработанных котлованов (7-10 м и более). В грунтах осадочного происхождения изменение природных свойств основания проявляется лишь при длительных простоях котлованов, сопровождаемых процессами увлажнения - высыхания, промораживания - оттаивания и т.д. В элювиальных грунтах, сформировавшихся при выветривании горных пород и оставшихся на месте своего образования, в результате атмосферного выветривания даже при сравнительно небольших по времени сроках простоя котлованов, в том числе и в летний период, происходит существенное снижение механических свойств основания.

Зачастую причиной ненадежных проектных решений устройства оснований является недостаточно корректное проведение технико-экономических обоснований. На этой стадии не всегда производится расчет по деформациям, в результате чего сравниваются варианты различной надежности: например, фундаменты на грунтовой распределительной подушке и свайные фундаменты. Кроме того, при сравнении вариантов учитываются только затраты на устройство самих фундаментов без учета стоимости дополнительных конструктивных элементов.

Причиной деформаций служит иногда недостаточность указаний в чертежах по технологии производства работ на объекте. Так, при применении свайных фундаментов не предусматривают специальных мер для погружения свай до проектной отметки (например, устройство лидирующих скважин). В результате сваи получают ложный отказ, не достигнув проектной отметки. К дефектам определения несущей способности свай по результатам пробного их нагружения относится и кратковременность проведения испытаний.