Причини нерівномірних деформацій будівлі школи, яка зазнала пошкоджень внаслідок підтоплення

Abstract

The article deals with the scientific and practical problem of determining the causes of differential settlement of school building that were flooded. This building was built in difficult soil conditions and suffered damage in the form of cracks during the flood. To solve the problem, the following methods were used: visual inspection, measurements of structures, engineering geology studies of the geological structure of the site, studies of foundations and soils in test pits, verification calculations of the building foundations. Soils investigation in boreholes and test pits allowed to establish a significant deterioration of the soil parameters during flooding. The results of the calculations showed that the bearing capacity of the underlying soils of the foundations is ensured, but the settlement values between the foundations differ by 2,6...3,4 times. The different settlements of the foundations led to the formation of cracks in the brick walls of the building with a width of 10...45 mm. The detailed analysis of the obtained data makes it possible to establish the following causes of differential settlements of building foundations: geotechnical, which consists in a significant deterioration of soil deformation parameters due to flooding; 2) structural, which is caused by an incorrect structural solution of the underground part of the building. In this decision, a separate location of the enclosing walls of the basement from the main load-bearing walls of the building was adopted and the dimensions of the foundations of the basement walls were increased based on the results of the stability calculation. This led to uneven loading of the foundations of the middle and outer walls with a pressure difference of 2...2,5 times. The analysis of the obtained data made it possible to establish that the cause for the crack damages in the load-bearing walls of the school building is the differential settlement of the foundations. It was also established that at the time of the inspection, most of the potentially possible deformations of the base had already been exhausted. This made it possible to exclude work on strengthening the foundations of the building from the repair work volume of the building damages. During the research, inconsistencies in regulatory documents and problematic issues that require further resolution to improve design practice were identified

У статті розглянуто вирішення науково-практичної задачі із визначення причин нерівномірних деформацій будівлі школи в умовах підтоплення. Ця будівля побудована в складних інженерно-геологічних умовах і під час повені зазнала пошкоджень у вигляді тріщин. Під час вирішення задачі були застосовані такі методи: візуальне обстеження, обміри конструкцій, інженерно-геологічні дослідження геологічної будови ділянки, дослідження фундаментів і ґрунтів в шурфах, перевірочні розрахунки фундаментів та основи будівлі. За результатами досліджень ґрунтів в свердловинах та шурфах була встановлена суттєва чутливість характеристик ґрунтів основи фундаментів будівлі під час замочування. Подальші розрахунки показали, що несуча здатність ґрунтів основи фундаментів забезпечена, але значення осідання між фундаментами відрізняються в 2,6…3,4 рази. Різні осідання фундаментів призвели до розвитку тріщин в цегляних стінах будівлі шириною розкриття 10…45 мм. Аналіз отриманих даних дозволив встановити такі причини нерівномірних деформацій фундаментів будівлі: 1) геотехнічну, яка полягає у суттєвому погіршенні деформаційних характеристик слабких ґрунтів внаслідок підтоплення; 2) конструктивну, яка обумовлена помилковим конструктивним рішенням підземної частини будівлі. У цьому рішенні було прийнято відокремлене розташування огороджуючих стін підвалу від основних несучих стін будівлі та збільшені розміри фундаментів стін підвалу із розрахунку на зсув. Це призвело до нерівномірного навантаження фундаментів середніх та крайніх стін з різницею тиску в 2…2,5 рази. На підставі аналізу властивостей ґрунтів основи фундаментів було встановлено, що на момент обстеження більша частина їх потенційно можливих деформацій вже вичерпана. Це дозволило відмовитися від заходів з підсилення фундаментів і обмежитися тільки необхідними ремонтними роботами із усунення виявлених пошкоджень конструкцій будівлі. Аналіз чинних нормативних документів в сфері проектування фундаментів в складних ґрунтових умовах дозволив виявити невідповідності та проблемні питання положень чинних норм, які для покращення практики проектування потребують подальшого вирішення.