Кудерин М.К. – Декан архитектурно-строительного факультета
Павлодарский государственный
университет им.С.Торайгырова, г.Павлодар, Казахстан,
доктор технических наук
Козионов В.А. – Профессор кафедры транспортного строительства
и профессионального обучения Павлодарский государственный
университет им.С.Торайгырова, г.Павлодар, Казахстан,
кандидат технических наук
Современное строительство зданий и сооружений в условиях плотной городской застройки имеет ряд характерных особенностей, связанных с необходимостью учета взаимодействий возводимого объекта с окружающей средой. Поэтому в ряде региональных нормативных документов широко используется технология геотехнического мониторинга [1]. Основная цель геотехнического мониторинга состоит в обеспечении надежности возводимого здания, сохранности окружающей застройки и инженерных коммуникаций. В сферу мониторинга, кроме строительной площадки, включаются геологическая и гидрогеологическая среды, капитальная застройка и ответственные коммуникации, находящиеся в зоне риска, связанного со строительством. Отсутствие мониторинга, в особенности для сложных геотехнических условий, может привести к возникновению экстремальных ситуаций, спектр последствий которых весьма широк: от нарушения технологии строительства объекта до аварийных обрушений зданий или окружающей застройки. Большую опасность представляет изменение гидрогеологического режима на площадке, который по современным представлениям [2] отличается недостаточной изученностью, скрытым характером формирования, различной природой и синергетическим взаимодействием различных по природе опасных природно-техногенных процессов.
Подобная ситуация возникла при строительстве магазина с кафе в г.Павлодаре, когда произошло внезапное обрушение одного из его торцов.
Объект аварии представляет собой отдельно стоящее двухэтажное здание с подвалом и чердаком. Размеры в осях 24,012,0 м. Высота первого и второго этажей составляет 3,30 м, высота подвала – 2,70 м, чердака – 2,60-3,0 м. План площадки и общий вид характера обрушения здания приведены на рис. 1.
Основными конструкциями здания являются:
- фундаменты из сборных железобетонных и бетонных блоков;
- стены из силикатного кирпича М75 на растворе М50;
- перекрытия из сборных многопустотных плит.

Рис. 1. Аварийная ситуация здания: а – фрагмент генерального плана участка; б – общий вид обрушившейся части здания; в – фрагмент плана обрушившейся части здания; 1 – аварийное здание; 2 – окружающая жилая застройка; В – водопровод; К – канализация
Обрушение произошло в осях «4-5» практически на всю высоту здания с повреждением стен, перемычек и плит перекрытия. Обрушились следующие элементы здания:
- наружные и внутренние стены по оси «5» на всю высоту здания;
- по осям «А-Б-В» по всей высоте протяженностью по каждой оси 2,200-2,300 м, начиная от оси «5»;
- плиты перекрытия в количестве 16 штук.
Обрушение стены возводимого объекта стало причиной разрушения четырех балконов соседнего дома. Жертв нет.
Для оценки причин возникновения аварийных деформаций здания были выполнены следующие мероприятия.
- Проведено обследование сохранившейся после аварии части объекта.
- Проведен анализ прочности бетона фундаментных конструкций в осях «4-5» по рядам «Б-В» на отметках -0,450, -1,050, -1,650 неразрушающим методом пластической деформации в соответствии с ГОСТ 22690-87.
- Выполнены испытания грунтов основания на предмет подтверждения их качества: определения влажности, плотности, числа пластичности и гранулометрического состава.
- Осуществлена инструментальная съемка деформаций основания и фундаментов.
При обследовании оставшейся части здания установлено:
- в перекрытии над подвалом имеются трещины в осях «А-Б» и «1-3»;
- наличие трещин в стенах подвала по оси «А» между осями «1-3» плюс 6 м;
- стена по оси «А» на первом этаже имеет трещины шириной до 10 мм.
Обследованием также установлены существенные дефекты устройства лестничных площадок, перемычек над проемами, отсутствие в ряде мест перевязки кладки и анкерных связей плит перекрытия. Наряду с этими отмечаются и другие недостатки в выполненных работах по строительству здания.
В результате испытаний элементов здания установлено, что прочность бетона фундаментных блоков по данным контрольных испытаний превышает требуемую в 1,1-2,0 раза.
Ориентация испытаний грунтов на предмет подтверждения их качества была обусловлена отсутствием данных инженерно-геологических изысканий площадки строительства объекта. Выполнены стандартные определения показателей физических характеристик грунтов. В результате установлено, что основание здания сложено пылеватыми песками, что отличается от широко распространенных на территории города супесей.
По данным обследования отмечается факт подтопления подвальной части здания с замачиванием грунтов основания до аварии. Следы подтопления в виде иловых и песчаных наносов установлены по всей площади подвала. По данным инструментальной съемки зафиксированы просадки оснований и фундаментов. Максимальные значения указанных деформаций отмечаются на пересечении осей «В» — «5», где их величина достигает 100-110 мм. Важным, на наш взгляд, является факт увлажнения пылеватых грунтов техногенными водами, возможно, с некоторым давлением. Это создает условия для разжижения пылеватых песков, перехода их в плывунное состояние, суффозионного выноса частиц и потери вследствие этого устойчивости фундаментов.
Представленный анализ показывает, что наиболее вероятной причиной возникновения аварийных деформаций здания являются затопление подвала здания из дворовых водоотводящих систем через канализационную трубу выпуска здания и возникновение вследствие этого суффозионных и просадочных деформаций грунтов основания.
Описанный случай из практики наглядно подтверждает, что для обеспечения безопасности зданий в процессе строительства в условиях плотной городской застройки необходимо учитывать и возможное влияние окружающей среды.
Библиографический список
- Улицкий В.М., Шашкин А.Г. Геотехническое сопровождение реконструкции городов. – М.: Изд-во АСВ, 1999. – 327 с.
- Казакова И.Г., Слинко О.В. Опасность и характер негативных последствий при подтоплении городов // Геоэкология. – 1997. — №5. – С.49-59.