Виды деформации фундаментов

Виды деформаций фундаментов

Основа любого здания — фундамент. Ошибки в проекте, природные факторы или недобросовестность подрядчиков часто приводят к его деформации, последствия которой исправить сложно, а иногда и невозможно. Процесс восстановления требует серьезных материальных вложений и профессиональных знаний.

Какими бывают деформации фундаментов

В зависимости от процессов, протекающих внутри — в самом фундаменте и снаружи — в почве, выделяют следующие типы деформаций:

Перекос. Может возникнуть, как результат неравномерных осадок, двух соседних фундаментов. Характерен для зданий каркасной системы.

Рис. 1 — перекос фундамента, вызванный неравномерной осадкой грунта

Крен может произойти с высотным зданием при его высокой изгибной жёсткости. Возникает такая деформация вследствие неравномерного проседания почвы и характеризуется разными её уровнями в крайних точках основания здания. Если величина крена растёт, то это грозит полным разрушением строения.

Рис. 2 — крен фундамента

Прогиб. Такая деформация фундамента возникает в домах, которые не обладают высокой жёсткостью. Чем выше жёсткость, тем меньше значение прогиба. Характерными признаками таких изменений в фундаменте являются трещины, которые похожи на перевёрнутую букву Y.

Рис. 3 — прогиб фундамента

Осадка – это вид деформации, характеризующийся вертикальным смещением грунта под подошвой фундамента, происходящий при уплотнении грунта. Такая проблема может произойти в результате увеличения нагрузки самим зданием либо рядом стоящими сооружениями. Структура грунта при этом не изменяется.

Рис. 4 — Осадка основания (или осадка фундамента)

Просадка. По своей сути — это та же осадка, но с изменением структуры грунта под действием дополнительных факторов, например, грунтовых вод. Характеризуют просадку вертикальные трещины, которые кверху расширяются. Их начало указывает на место изгиба. Такое нарушение основания строения вызвано, обычно, естественными процессами, происходящими в грунте.

Признаки, указывающие на изменения в фундаменте

Если вами замечены следующие изменения в здании, то это является поводом для вызова специалиста, который сможет провести оценку состояния фундамента и степень необходимости проведения ремонтных работ.

• Появились сложности при открывании и закрывании окон и дверей;
• Образуются трещины на стенах;
• Подтопление подвальных помещений;
• Изменения в лестницах и стенах, видимые глазом.

Причины, провоцирующие деформацию фундамента

Среди причин, которые могут привести к разрушению фундамента, можно выделить основные:

• Изменение конструкции самого строения. Например, постройка дополнительного этажа. Результатом такой модернизации может стать осадка;
• Проведение строительства рядом с исследуемым зданием других сооружений. Следствием различной нагрузки на грунт может стать крен или перекос здания;
• Несоответствующая подготовка почвы под новый фундамент;
• Некачественный состав цемента, который может стать причиной прогиба готового основания;
• Отсутствие слоя гидроизоляции или её неправильный монтаж;
• Неверно выбраны материалы либо их низкое качество;
• Ошибки в проекте или неверный расчёт глубины фундамента. Несоблюдение правил его возведения;

Но, несмотря на множество причин, провоцирующих деформации, на первом месте стоит вода.

• Влага за счёт пористой структуры цемента, находит себе дорогу внутрь фундамента, где планомерно ведёт свою разрушающую деятельность. Превращаясь в лёд в холодное время года, она расширяет поры цемента;
• Грунтовые воды могут изменять свой уровень или увеличивать объём. Это приводит к изменениям состава почвы, что провоцирует просадку строений.

В зависимости от причин, вызывающих разрушение фундамента можно судить о том, можно ли устранить последствия самостоятельно либо придётся вызывать специалистов. Кроме того, некоторые деформации не подлежат восстановлению совсем.

Виды деформации фундаментов

Виды деформаций основания.

1. Осадка – деформация уплотнения грунта под нагрузкой или от собственного веса, которая сопровождается коренным изменением структуры грунта.

2. Просадка – деформации в результате уплотнения и коренного изменения его структуры под действием нагрузки, собственного веса грунта и дополнительных факторов: замачивание, оттаивание, вибрация.

S = S_упл + S_прос – общая деформация.

3. Набухание и усадка – деформации, связанные с изменением объема грунта при изменении влажности, температуры или воздействии химических веществ.

4. Оседание – деформации земной поверхности, вызываемые горными выработками или изменением гидрогеологических условий.

Два вида деформаций:

— деформации, связанные с нагрузкой;

— деформации, не связанные с нагрузкой.

Методика расчета по деформациям.

Расчет основания по деформациям выполняется в случае, когда эти деформации ограничиваются. Расчет выполняется совместно с выбором размеров подошвы фундамента.

Виды деформаций фундаментов и причины их вызывающие

В зависимости от характера развития неравномерной осадки и от жесткости сооружения возникают деформации и смещения сооружений следующих простейших форм: прогиб, выгиб, перекос, крен, кручение, горизонтальные смещения фундаментов.

Прогиб и выгиб (рис. 2.1, а, б) приводят к искривлению сооружения. Такие деформации могут возникать в длинных зданиях и сооружениях, не обладающих большой жесткостью. Иногда на одних участках возникает прогиб, а на других выгиб. При прогибе наиболее опасная зона растяжения находится в нижней части здания, а при выгибе — в верхней.

Рис. 2.1. Фомы деформаций сооружений: а — прогиб; б — выгиб; в, г — перекос; д, е — крен; ж — кручение.

Растягивающие напряжения, появляющиеся в несущих конструкциях, зависят от неравномерной податливости основания и от жесткости сооружения. Чем большей жесткостью обладает сооружение, тем большие усилия при тех же грунтах появляются в конструкциях. В результате прогиб или выгиб уменьшаются.

Перекос (рис. 2.1, в, г) возникает в конструкциях, когда резкая неравномерность осадок проявляется на участках небольшой протяженности при сохранении относительно вертикального положения несущих конструкций. Примером могут служить перекосы в каркасных зданиях.

Крен (рис. 2.1, д, е) — поворот относительно горизонтальной оси — возможен, если основание сооружения загружено несимметрично или имеет несимметричное напластование грунтов относительно его вертикальной оси. Наибольшую опасность представляет крен высоких сооружений (дымовых труб, узких зданий повышенной этажности, имеющих лифты и т.д.). В этом случае крен приводит к развитию существенного дополнительного момента, который, в свою очередь, способствует увеличению крена, что может привести к потере устойчивости высокого сооружения на опрокидывание. Колонны и стены, не связанные жестко с остальными конструкциями, также могут получать крен из-за неравномерностей осадки. Если перемещение их верхней части в горизонтальном направлении исключено, то при развитии неравномерной осадки под отдельным фундаментом в несущих конструкциях (колоннах, перекрытиях и др.) возникают дополнительные усилия, которые определяют при оценке совместной работы конструкций с грунтами основания.

Кручение возникает при неодинаковом крене в двух сечениях сооружения в разные стороны (рис. 2.1, ж). При этом виде деформаций дополнительные усилия развиваются не только в элементах стен, но и в конструкциях перекрытий, которые могут, в частности, подвергаться изгибу в горизонтальном направлении.

Горизонтальные смещения фундаментов возможны, если опирающиеся на них конструкции передают значительные горизонтальные усилия (например, распорные конструкции). Такие смещения могут наблюдаться также при горизонтальной подвижке массива грунтов в случае оползней откосов и выполнения подземных выработок.

В общем случае осадка каждого фундамента может рассматриваться как сумма пяти слагаемых:

где S_упл — осадка фундамента в результате развития упругих и остаточных деформаций уплотнения грунтов ненарушенной структуры при увеличении напряжений в основании, а также соседних фундаментов и прилегающих к фундаменту участков; S_разупл — осадка фундамента, связанная с разуплотнением верхних слоев грунтов, залегающих непосредственно ниже дна котлована, из-за уменьшения в них напряжений при его разработке; S_вып — осадка фундамента в результате выдавливания (выпирания) грунта из-под подошвы фундамента в стороны и вверх при развитии зон пластических деформаций; S_расстр — осадка фундамента, развивающаяся из-за увеличения сжимаемости грунтов в основании при нарушении их природной структуры во время производства работ по устройству фундамента; S_эксп — осадка фундамента, обусловленная просадкой, набуханием, изменениями напряженного состояния или деформативности грунта основания в период эксплуатации сооружения.

Как правило, каждое из слагаемых обуславливает неравномерность осадок фундаментов. Эти неравномерности зависят от двух основных причин: неоднородного напряженного состояния грунтов основания рассматриваемого сооружения и неравномерной сжимаемости грунтов в основании под площадью загружения. При этом неравномерность податливости основания — неоднородность основания оценивается степенью изменчивости сжимаемости слагающих его грунтов.

Виды деформаций фундаментов

Основа любого здания — фундамент. Ошибки в проекте, природные факторы или недобросовестность подрядчиков часто приводят к его деформации, последствия которой исправить сложно, а иногда и невозможно. Процесс восстановления требует серьезных материальных вложений и профессиональных знаний.

Какими бывают деформации фундаментов

В зависимости от процессов, протекающих внутри — в самом фундаменте и снаружи — в почве, выделяют следующие типы деформаций:

Перекос. Может возникнуть, как результат неравномерных осадок, двух соседних фундаментов. Характерен для зданий каркасной системы.

Крен может произойти с высотным зданием при его высокой изгибной жёсткости. Возникает такая деформация вследствие неравномерного проседания почвы и характеризуется разными её уровнями в крайних точках основания здания. Если величина крена растёт, то это грозит полным разрушением строения.

Прогиб. Такая деформация фундамента возникает в домах, которые не обладают высокой жёсткостью. Чем выше жёсткость, тем меньше значение прогиба. Характерными признаками таких изменений в фундаменте являются трещины, которые похожи на перевёрнутую букву Y.

Осадка – это вид деформации, характеризующийся вертикальным смещением грунта под подошвой фундамента, происходящий при уплотнении грунта. Такая проблема может произойти в результате увеличения нагрузки самим зданием либо рядом стоящими сооружениями. Структура грунта при этом не изменяется.

Просадка. По своей сути — это та же осадка, но с изменением структуры грунта под действием дополнительных факторов, например, грунтовых вод. Характеризуют просадку вертикальные трещины, которые кверху расширяются. Их начало указывает на место изгиба. Такое нарушение основания строения вызвано, обычно, естественными процессами, происходящими в грунте.

Признаки, указывающие на изменения в фундаменте

Если вами замечены следующие изменения в здании, то это является поводом для вызова специалиста, который сможет провести оценку состояния фундамента и степень необходимости проведения ремонтных работ.

• Появились сложности при открывании и закрывании окон и дверей;
• Образуются трещины на стенах;
• Подтопление подвальных помещений;
• Изменения в лестницах и стенах, видимые глазом.

Причины, провоцирующие деформацию фундамента

Среди причин, которые могут привести к разрушению фундамента, можно выделить основные:

• Изменение конструкции самого строения. Например, постройка дополнительного этажа. Результатом такой модернизации может стать осадка;
• Проведение строительства рядом с исследуемым зданием других сооружений. Следствием различной нагрузки на грунт может стать крен или перекос здания;
• Несоответствующая подготовка почвы под новый фундамент;
• Некачественный состав цемента, который может стать причиной прогиба готового основания;
• Отсутствие слоя гидроизоляции или её неправильный монтаж;
• Неверно выбраны материалы либо их низкое качество;
• Ошибки в проекте или неверный расчёт глубины фундамента. Несоблюдение правил его возведения;

Но, несмотря на множество причин, провоцирующих деформации, на первом месте стоит вода.

• Влага за счёт пористой структуры цемента, находит себе дорогу внутрь фундамента, где планомерно ведёт свою разрушающую деятельность. Превращаясь в лёд в холодное время года, она расширяет поры цемента;
• Грунтовые воды могут изменять свой уровень или увеличивать объём. Это приводит к изменениям состава почвы, что провоцирует просадку строений.

В зависимости от причин, вызывающих разрушение фундамента можно судить о том, можно ли устранить последствия самостоятельно либо придётся вызывать специалистов. Кроме того, некоторые деформации не подлежат восстановлению совсем.