Конструктивные меры повышения ресурса безопасной эксплуатации жилых и гражданских зданий на подрабатываемых территориях угольных месторождений
Для забезпечення безпечної експлуатації будівель в містах і селах у вугільних регіонах запропоновано два види заходів захисту будівель: заходи захисту, спрямовані на зниження деформаційного діяння на підроблювані будівлі з боку деформованої основи; заходи захисту, спрямовані на підсилення підроблюва...
Saved in:
| Published in: | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
|---|---|
| Date: | 2015 |
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
2015
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99580 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Конструктивные меры повышения ресурса безопасной эксплуатации жилых и гражданских зданий на подрабатываемых территориях угольных месторождений / Н.Н. Грищенков, В.Р. Шнеер, Е.В. Блинникова, Т.И. Рахманова, С.С. Стельмах // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2015. — № 15. — С. 168-179. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860101418724098048 |
|---|---|
| author | Грищенков, Н.Н. Шнеер, В.Р. Блинникова, Е.В. Рахманова, Т.И. Стельмах, С.С. |
| author_facet | Грищенков, Н.Н. Шнеер, В.Р. Блинникова, Е.В. Рахманова, Т.И. Стельмах, С.С. |
| citation_txt | Конструктивные меры повышения ресурса безопасной эксплуатации жилых и гражданских зданий на подрабатываемых территориях угольных месторождений / Н.Н. Грищенков, В.Р. Шнеер, Е.В. Блинникова, Т.И. Рахманова, С.С. Стельмах // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2015. — № 15. — С. 168-179. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
| description | Для забезпечення безпечної експлуатації будівель в містах і селах у вугільних регіонах запропоновано два види заходів захисту будівель: заходи захисту, спрямовані на зниження деформаційного діяння на підроблювані будівлі з боку деформованої основи; заходи захисту, спрямовані на підсилення підроблюваних будівель. Впровадження заходів поетапного підвищення ресурсу безпечної експлуатації будівель на підроблюваних територіях здійснювати виходячи з технічного стану будівель, визначеного за результатами обстеження, інструментальних вимірювань величин розкриття тріщин в конструкціях будівель та відхилення стін і колон від вертикалі, а також по результатах моніторингу деформацій земної поверхні.
To provide safe operation of buildings in cities and villages in coal mining areas two types of protective measures for buildings are proposed. Protection of the first type is aimed at decreasing deformation impact of the undermined buildings’ footings, and measures of the second type shall strengthen undermined buildings. Employment of measures for step-by-step improving of safe service life of buildings at the undermined territories shall be carried out proceeding from the structural conditions of buildings defined on the basis of inspection, instrumental observations of crack opening displacements in building structures and verticality deviation of walls and columns as well considering the results of ground surface deformation monitoring.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:29:05Z |
| format | Article |
| fulltext |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015
168
622.837:622.838
КОНСТРУКТИВНЫЕ МЕРЫ ПОВЫШЕНИЯ РЕСУРСА
БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЖИЛЫХ И
ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ НА ПОДРАБАТЫВАЕМЫХ
ТЕРРИТОРИЯХ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Грищенков Н. Н., Шнеер В. Р., Блинникова Е. В.,
Рахманова Т. И., Стельмах С. С.
(УкрНИМИ НАНУ, г. Донецк, Украина)
Для забезпечення безпечної експлуатації будівель в містах і
селах у вугільних регіонах запропоновано два види заходів захисту
будівель: заходи захисту, спрямовані на зниження деформаційно-
го діяння на підроблювані будівлі з боку деформованої основи; за-
ходи захисту, спрямовані на підсилення підроблюваних будівель.
Впровадження заходів поетапного підвищення ресурсу без-
печної експлуатації будівель на підроблюваних територіях здійс-
нювати виходячи з технічного стану будівель, визначеного за ре-
зультатами обстеження, інструментальних вимірювань величин
розкриття тріщин в конструкціях будівель та відхилення стін і
колон від вертикалі, а також по результатах моніторингу де-
формацій земної поверхні.
To provide safe operation of buildings in cities and villages in
coal mining areas two types of protective measures for buildings are
proposed. Protection of the first type is aimed at decreasing defor-
mation impact of the undermined buildings’ footings, and measures of
the second type shall strengthen undermined buildings.
Employment of measures for step-by-step improving of safe ser-
vice life of buildings at the undermined territories shall be carried out
proceeding from the structural conditions of buildings defined on the
basis of inspection, instrumental observations of crack opening dis-
placements in building structures and verticality deviation of walls
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015
169
and columns as well considering the results of ground surface defor-
mation monitoring.
В последние годы особую актуальность приобрела проблема
обеспечения условий эксплуатации и безопасности существую-
щего фонда жилых и гражданских зданий в угольных регионах
Украины, где большое количество городов и сел попадают под
негативное влияние сдвижений и деформаций земной поверхно-
сти, вызванное подземной добычей угля.
Так как практически невозможно избежать негативного вли-
яния горных выработок при их проведении и за короткое время
восстановить все деформированные здания в угольных регионах,
очень важными с точки зрения безопасности являются разработка
и применение мер повышения ресурса безопасной эксплуатации
зданий на подрабатываемых территориях, предусмотренных тре-
бованиями отраслевого стандарта Украины [1]. Критерием необ-
ходимости применения мер защиты зданий в процессе их подра-
ботки являются результаты инструментальных наблюдений за
раскрытием трещин в несущих стенах бескаркасных зданий и
зданий с неполным каркасом.
На основании обобщения опыта безопасного влияния сдви-
жений и деформаций земной поверхности на подрабатываемые
здания, деформированное состояние зданий, построенных без
мер защиты от воздействия горных выработок, в зонах сдвижения
земной поверхности характеризуется структурными деформаци-
ями в виде трещин наружных стен и лестничных клеток, пере-
гибом наружных стен, а также – их наклоном и смещением отно-
сительно перекрытий. Характер образования трещин в наружных
стенах зданий приведен на рис. 1.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015
170
а – при горизонтальных деформациях растяжения;
б – при горизонтальных деформациях сжатия;
в – при образовании уступа
Рис. 1. Характер образования трещин в наружных стенах
зданий
Для фиксации изменения технического состояния зданий и
измерения фактических деформаций земной поверхности необ-
ходимо проводить наблюдения в соответствии с «Методикой
длительного мониторинга деформированного состояния зданий
на основе прогнозируемых сдвижений и деформаций окружаю-
щего грунта от влияния горных выработок» [3].
По результатам мониторинга устанавливают соответствие
фактического деформированного состояния подработанного зда-
ния его прогнозируемому состоянию при данном уровне подра-
ботки. Определяющим интегральным критерием здесь является
величина максимального раскрытия трещин в наружных несущих
стенах зданий. Эта величина сравнивается с прогнозируемым
максимальным раскрытием трещин, которое определяется в соот-
ветствии с [4].
б1a1
в1
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015
171
Соответствие фактического деформированного состояния
подрабатываемого здания прогнозируемому необходимо опреде-
лять заранее до образования предельных деформаций [4, 5]. Это
необходимо для своевременного применения мер защиты.
Меры защиты необходимо применять заблаговременно ещё
до достижения допустимых значений величин раскрытия трещин
в наружных стенах здания. Время применения мер защиты опре-
деляется исходя из динамики нарастания горизонтальных дефор-
маций до достижения ими некоторого порогового значения.
На основании опыта подработки предлагается два вида мер
защиты зданий.
К первому виду относятся меры защиты, направленные на
уменьшение влияния горных выработок на подрабатываемые
здания со стороны деформированного основания при помощи
компенсационных траншей или путем поддомкрачивания.
Компенсационные траншеи применяют для защиты зданий
от горизонтальных деформаций сжатия. При этом их располагают
на расстоянии 1-3 метра от здания под углом 20 градусов к
направлению действия горизонтальных деформаций земной по-
верхности. В свою очередь, картина распределения горизонталь-
ных деформаций земной поверхности в мульде сдвижения может
быть получена из результатов прогноза сдвижений и деформаций
земной поверхности, выполненного по установленной методике
[1]. На рисунках 2-4 приведены примеры распределения горизон-
тальных деформаций.
Положительные значения графиков (рис. 2 и рис. 3) соответ-
ствуют деформациям растяжения, отрицательные – деформациям
сжатия. На векторном графике (рис. 4) деформации сжатия ори-
ентированы противоположно направлениям координатных осей,
т.е. вниз и влево.
Примеры расположения компенсационных траншей приве-
дены на рисунке 5.
Траншеи должны быть отрыты на 15-25 см ниже подошвы
фундаментов, засыпаны крупным шлаком или другим легкосжи-
маемым материалом и защищены от проникновения воды. Защи-
та здания от горизонтальных деформаций грунта путем устрой-
ства компенсационных траншей показана на рисунке 5.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015
172
Рис. 2. Распределение горизонтальных деформаций в мульде
сдвижения по оси X
Рис. 3. Распределение горизонтальных деформаций в мульде
сдвижения по оси Y
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015
173
Рис. 4. Векторный график горизонтальных деформаций в
мульде сдвижения
Эффективным методом защиты зданий от влияния нерав-
номерных деформаций земной поверхности является их вырав-
нивание методом поддомкрачивания, то есть ликвидация кренов
зданий или их деформированных конструктивных элементов.
Выравнивание зданий может осуществляться с помощью специ-
альных регулировочных устройств, устанавливаемых в фунда-
ментно-подвальной части здания в период строительства или
непосредственно перед его выравниванием.
Выравнивание зданий производится перед тем, как они по-
лучат максимальные деформации и крены, которые могут приве-
сти к нарушению безопасной эксплуатации. Примерный план
расположения домкратных проемов и оборудования домкратной
системы при выравнивании отсека здания показан на рисунке 6.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015
174
а – схема расположения траншей в зависимости от направления го-
ризонтальных деформаций грунта; б – схема устройства компенсационных
траншей в плотном грунте без нагрузки на поверхности
1 – здание в плане; 2 – компенсационная траншея; 3 – направление
деформации грунта; 4 – фундамент здания; 5 – отмостка; 6 – легко сжима-
ющийся материал; 7 – плита; 8 – глиняный замок
Рис. 5. Защита зданий от горизонтальных деформаций сжа-
тия грунта путем устройства компенсационных
траншей
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015
175
1 – проемы с плоскими домкратами;
2 – будки-контейнеры с оборудованием;
3 – гидропроводы;
4 – электрические цепи управления
Рис. 6. Примерный план расположения домкратных проемов
и оборудования домкратной системы при выравни-
вании отсека здания
Ко второму виду относятся меры защиты, направленные на
усиление подрабатываемых зданий, которые включают:
– усиление ленточных фундаментов односторонними и
двухсторонними железобетонными обоймами (рис. 7);
– устройство на наружных стенах зданий стальных или же-
лезобетонных поясов (рис. 8);
– усиление простенков и оконных проемов (рис. 9);
– увеличение площади опирания балок и плит перекрытий
на стены здания (рис. 10).
1
08
00
25200
1
2 2
34
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015
176
а – план фундамента; б – разрез фундамента
1 – фундамент; 2 – железобетонная обойма; 3 – элемент связи желе-
зобетонной обоймы с фундаментом
Рис. 7. Усиление фундамента двусторонней железобетонной
обоймой
1 – металлический пояс из швеллера;
2 – стальная накладка;
3 – стальной анкер;
4 – существующая стена
Рис. 8. Схема устройства металлического пояса по перимет-
ру наружных стен зданий
а
2
б
2
3
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015
177
1 – внутренняя рама;
2 – наружная рама;
3 – продольная планка;
4 – поперечная планка;
5 – уголок
Рис. 9. Устройство замкнутых по периметру наружных стен
здания комплексных стальных конструкций усиле-
ния простенков и оконных проемов
1 – уголок; 2 – ребро жесткости; 3 – стяжка; 4 – бетон
Рис. 10. Увеличение площади опирания балок и плит пере-
крытий на стену здания
1
1 - 1
1
5
2
4
4
5
2
1
3
3
1
234
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015
178
Выводы
1. На основании обобщения опыта безопасного влияния
сдвижений и деформаций земной поверхности на подрабатывае-
мые здания, деформированное состояние зданий, построенных
без мер защиты от воздействия горных выработок, в зонах сдви-
жения земной поверхности характеризуется структурными дефо-
рмациями в виде трещин наружных стен и лестничных клеток,
перегибом наружных стен, а также – их наклоном и смещением
относительно перекрытий.
2. Для фиксации изменения технического состояния зданий
и измерения фактических деформаций земной поверхности необ-
ходимо проводить длительный мониторинг в соответствии с
«Методикой длительного мониторинга деформированного состо-
яния зданий на основе прогнозируемых сдвижений и деформаций
окружающего грунта от влияния горных выработок».
3. Соответствие фактического деформированного состояния
подрабатываемого здания его прогнозируемому состоянию опреде-
лятся заранее до образования предельного состояния для своевре-
менного применения мер защиты здания с учетом фактических конс-
трукций и состояния каждого конкретного подрабатываемого здания,
а также фактических (измеренных) деформаций земной поверхности.
4. При достижении допустимых значений величин раскры-
тия трещин в наружных стенах здания или исходя из динамики
нарастания горизонтальных деформаций до достижения ими неко-
торого порогового значения необходимо применять меры защиты.
5. На основании опыта подработки предлагается два вида
мер защиты зданий:
– направленные на уменьшение влияния горных выработок
на подрабатываемые здания со стороны деформированного осно-
вания;
– направленные на усиление подрабатываемых зданий.
СПИСОК ССЫЛОК
1. ГСТУ 101.00159226.001 – 2003. Правила подработки зданий,
сооружений и природных объектов при добыче угля подзем-
ным способом – К., 2004. – 128 с.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015
179
2. Проект Р 7.8. Разработка мер поэтапного повышения ресурса
безопасной эксплуатации зданий на подрабатываемых терри-
ториях: Отчет о НИР / УкрНИМИ НАНУ; рук.
А. В. Анциферов. № ДР 0113U003460. – Донецк, 2014. – 73 с.
3. Проект Р 7.8. Создание методики длительного мониторинга
деформированного состояния зданий на основе прогнозируе-
мых сдвижений и деформаций окружающего грунта от влия-
ния горных выработок: Отчет о НИР / УкрНИМИ НАНУ; рук.
А. В. Анциферов. № ДР 0113U003460. – Донецк, 2013. – 45 с.
4. Проект Р 1.5 Разработка системы оценки технического состо-
яния и повышения ресурса безопасной эксплуатации зданий в
сложных горно-геологических условиях (за-
ключ.): Отчет о НИР / УкрНИМИ НАНУ; рук.
А. В. Анциферов. № ДР 0109U003537. – Донецк, 2009. – 93 с.
5. Проект Р 1.5 Разработка метода определения остаточного де-
формационного ресурса зданий и сооружений, экплуатируе-
мых в сложных горно-геологических условиях, с использова-
нием обобщенных деформационных критериев технического
состояния (заключ.): Отчет о НИР / УкрНИМИ НАНУ; рук.
А. В. Анциферов. № ДР 0106U006738. – Донецк, 2006. –
119 с.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-99580 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1996-885X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:29:05Z |
| publishDate | 2015 |
| publisher | Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Грищенков, Н.Н. Шнеер, В.Р. Блинникова, Е.В. Рахманова, Т.И. Стельмах, С.С. 2016-04-30T13:54:51Z 2016-04-30T13:54:51Z 2015 Конструктивные меры повышения ресурса безопасной эксплуатации жилых и гражданских зданий на подрабатываемых территориях угольных месторождений / Н.Н. Грищенков, В.Р. Шнеер, Е.В. Блинникова, Т.И. Рахманова, С.С. Стельмах // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2015. — № 15. — С. 168-179. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 1996-885X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99580 622.837:622.838 Для забезпечення безпечної експлуатації будівель в містах і селах у вугільних регіонах запропоновано два види заходів захисту будівель: заходи захисту, спрямовані на зниження деформаційного діяння на підроблювані будівлі з боку деформованої основи; заходи захисту, спрямовані на підсилення підроблюваних будівель. Впровадження заходів поетапного підвищення ресурсу безпечної експлуатації будівель на підроблюваних територіях здійснювати виходячи з технічного стану будівель, визначеного за результатами обстеження, інструментальних вимірювань величин розкриття тріщин в конструкціях будівель та відхилення стін і колон від вертикалі, а також по результатах моніторингу деформацій земної поверхні. To provide safe operation of buildings in cities and villages in coal mining areas two types of protective measures for buildings are proposed. Protection of the first type is aimed at decreasing deformation impact of the undermined buildings’ footings, and measures of the second type shall strengthen undermined buildings. Employment of measures for step-by-step improving of safe service life of buildings at the undermined territories shall be carried out proceeding from the structural conditions of buildings defined on the basis of inspection, instrumental observations of crack opening displacements in building structures and verticality deviation of walls and columns as well considering the results of ground surface deformation monitoring. ru Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України Наукові праці УкрНДМІ НАН України Конструктивные меры повышения ресурса безопасной эксплуатации жилых и гражданских зданий на подрабатываемых территориях угольных месторождений Structural measures to increase the life time for safe use of residential and civil buildings on undermined areas of coal deposits Article published earlier |
| spellingShingle | Конструктивные меры повышения ресурса безопасной эксплуатации жилых и гражданских зданий на подрабатываемых территориях угольных месторождений Грищенков, Н.Н. Шнеер, В.Р. Блинникова, Е.В. Рахманова, Т.И. Стельмах, С.С. |
| title | Конструктивные меры повышения ресурса безопасной эксплуатации жилых и гражданских зданий на подрабатываемых территориях угольных месторождений |
| title_alt | Structural measures to increase the life time for safe use of residential and civil buildings on undermined areas of coal deposits |
| title_full | Конструктивные меры повышения ресурса безопасной эксплуатации жилых и гражданских зданий на подрабатываемых территориях угольных месторождений |
| title_fullStr | Конструктивные меры повышения ресурса безопасной эксплуатации жилых и гражданских зданий на подрабатываемых территориях угольных месторождений |
| title_full_unstemmed | Конструктивные меры повышения ресурса безопасной эксплуатации жилых и гражданских зданий на подрабатываемых территориях угольных месторождений |
| title_short | Конструктивные меры повышения ресурса безопасной эксплуатации жилых и гражданских зданий на подрабатываемых территориях угольных месторождений |
| title_sort | конструктивные меры повышения ресурса безопасной эксплуатации жилых и гражданских зданий на подрабатываемых территориях угольных месторождений |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99580 |
| work_keys_str_mv | AT griŝenkovnn konstruktivnyemerypovyšeniâresursabezopasnoiékspluataciižilyhigraždanskihzdaniinapodrabatyvaemyhterritoriâhugolʹnyhmestoroždenii AT šneervr konstruktivnyemerypovyšeniâresursabezopasnoiékspluataciižilyhigraždanskihzdaniinapodrabatyvaemyhterritoriâhugolʹnyhmestoroždenii AT blinnikovaev konstruktivnyemerypovyšeniâresursabezopasnoiékspluataciižilyhigraždanskihzdaniinapodrabatyvaemyhterritoriâhugolʹnyhmestoroždenii AT rahmanovati konstruktivnyemerypovyšeniâresursabezopasnoiékspluataciižilyhigraždanskihzdaniinapodrabatyvaemyhterritoriâhugolʹnyhmestoroždenii AT stelʹmahss konstruktivnyemerypovyšeniâresursabezopasnoiékspluataciižilyhigraždanskihzdaniinapodrabatyvaemyhterritoriâhugolʹnyhmestoroždenii AT griŝenkovnn structuralmeasurestoincreasethelifetimeforsafeuseofresidentialandcivilbuildingsonunderminedareasofcoaldeposits AT šneervr structuralmeasurestoincreasethelifetimeforsafeuseofresidentialandcivilbuildingsonunderminedareasofcoaldeposits AT blinnikovaev structuralmeasurestoincreasethelifetimeforsafeuseofresidentialandcivilbuildingsonunderminedareasofcoaldeposits AT rahmanovati structuralmeasurestoincreasethelifetimeforsafeuseofresidentialandcivilbuildingsonunderminedareasofcoaldeposits AT stelʹmahss structuralmeasurestoincreasethelifetimeforsafeuseofresidentialandcivilbuildingsonunderminedareasofcoaldeposits |