Деформації малоповерхових кам'яних будівель, спричинені нерівномірними осіданнями ґрунтів основ фундаментів

Abstract

The article presents the results of a study of the causes of progressive uneven deformations of buildings using real examples under conditions of wetting of the foundation soils with water. It was found that the subsidence of the base soils in the area under the sole of the foundations led to the appearance of deformations in the form of cracks in the brick walls of the building with an opening width of up to 24 mm. Analysis of the obtained data allowed us to establish that the cause of uneven deformations is the deterioration of the deformation parameters of subsidence of loess soils of the foundations due to flooding by leaks emergency damage to water supply systems. Laboratory studies of loess soils of the base revealed a significant change in their physical, mechanical and subsidence properties. The moisture content of the base soils increased 14.3% to 26.1%, which is 82%. The results of laboratory studies showed that during the period of operation of the building, the following quantitative changes occurred in the bearing layer: the modulus of deformation of the loess base decreased by 100%; with an increase in the moisture content of the loess base soil, the average value of the angle of internal friction decreased by 20%, and the specific adhesion decreased by 114%, the porosity coefficient decreased by almost 38%. Analysis of the parameters of subsidence of loess loams of the base within the building outside the humidification zone and in the humidification zone shows that the reduction in the quantitative values of relative subsidence ranges 165% at low loads to 66% at a load of 0.3 MPa. During the period of exploitation of the building, the bearing layer of loess soil was compacted. At the same time, the value of the initial subsidence pressure increased compared to the design value. The increase in the quantitative value of the initial subsidence pressure reaches 55%. Laboratory studies of loess soil samples when moistened with water of different temperatures showed an increase in the parameters of relative subsidence with increasing water temperature. At the same time, the increase in the value of relative subsidence reaches almost 25%. Laboratory studies confirmed the assumption about the influence of the temperature of the moistening water on the acceleration of the process of subsidence of the base soil and, as a result, deformation of the building in the form of cracks on its walls.

У статті викладено результати дослідження причин прогресуючих нерівномірних деформацій будівель на реальних прикладах за умов зволоження водою ґрунтів основи. Встановлено, що просідання ґрунтів основи в зоні під підошвою фундаментів призвело до появи деформацій у вигляді тріщини у цегляних стінах будівлі шириною розкриття до 24 мм. Аналіз отриманих даних дозволив встановити, що причиною нерівномірних деформацій є погіршення деформаційних параметрів просідання лесових ґрунтів основ внаслідок затоплення витоками від аварійних ушкоджень водопровідних систем. Лабораторним дослідженням лесових ґрунтів основи було встановлено суттєву зміну в їх фізико-механічних та просідаючих властивостях. Вологість ґрунтів основи збільшилася з 14,3% до 26,1%, що становить 82%. Результати лабораторних досліджень показали, що за період експлуатації будівлі в несучому шарі відбулися наступні кількісні зміни: модуль деформації лесових основ зменшився на 100%; зі збільшенням вологості лесового ґрунту основи усереднене значення кута внутрішнього тертя зменшилося на 20%, а питоме зчеплення зменшилося на 114%, коефіцієнт пористості зменшився майже на 38%. Аналіз параметрів просідання лесових суглинків основи в межах будівлі поза межами зволоження та у зоні зволоження показує, що зменшення кількісних значень відносного просідання коливається від 165% при малих навантаженнях до 66% при навантаженні в 0,3 МПа. У період експлуатації будівлі відбулося ущільнення несучого шару лесового ґрунту. При цьому значення початкового тиску просідання в порівнянні з проєктним значенням збільшилося. Зростання кількісного значення початкового тиску просідання  досягає до 55%. Лабораторні дослідження зразків лесового ґрунту при зволоженні водою різної температури показали збільшення параметрів відносного просідання  при підвищенні температури води. При цьому збільшення значення відносного просідання досягає майже 25%. Лабораторним дослідженням підтверджено припущення про вплив температури води зволоження на прискорення перебігу процесу просідання ґрунту основи і, як наслідок, деформації будівлі у вигляді тріщини на його стінах.