На главную
На главную

Пособие к СНиП 2.02.01-83 «Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений »

НИИОСП им. Герсеванова Госстроя СССР

ПОСОБИЕ

по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83)

Москва 1986

ОРДЕНАТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОСНОВАНИЙ ИПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ ИМ. Н.М. ГЕРСЕВАНОВА

(НИИОСП ИМ.ГЕРСЕВАНОВА) ГОССТРОЯ СССР

ПОСОБИЕ

по проектированиюоснований зданий и сооружений

(к СНиП 2.02.01-83)

Утверждено

приказом по НИИОСП им.Герсеванова

от 1 октября1984 г. № 100

Рекомендованок изданию секцией Научно-технического совета НИИОСП им. Герсеванова ГосстрояСССР.

Пособие по проектированию основанийзданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83)/НИИОСП им Герсеванова,1986.

Данырекомендации,детализирующие основные положения по проек­тированию и расчету оснований иособенности проектирования основа­ний зданий и сооружений,вводимых в особых условиях.

Дляинженерно-технических работников проектных, изыскательских истроительных организаций.

Табл. 143,ил. 85.

ПРЕДИСЛОВИЕ

НастоящееПособие разработано к СНиП 2.02.01-83 и детализируют от­дельные положения этогодокумента (за исключением вопросов, связан­ных с особенностями проектирования основанийопор мостов и труб по насыпями).

В Пособиирассмотрены вопросы номенклатуры грунтов и методов определения расчетныхзначений их характеристик, принципы проектиро­вания оснований и прогнозированияизменения уровня подземных вод, вопросы глубины заложения фундаментов,методы расчета оснований по деформациям и по несущей способности,особенности проектирования оснований зданий и сооружений, возводимых нарегиональных видах гру­нтов, а также расположенных в сейсмических районах и наподрабатывае­мых территориях.

Текст СНиП2.02.01-83 отмечен в Пособии вертикальной чертой слева, в скобках указанысоответствующие номера пунктов, таблиц и формул СНиП.

Пособиеразработано НИИОСП им. Герсеванова (д-р техн. наук, проф. Е.А. Сорочан -разд. 1,подраздел «Расчет оснований по деформациям» разд. 2 («Определение расчетногосопротивления грунта основания», «Ра­счет деформации оснований с учетом разуплотнениягрунта при разрабо­тке котлована»), разд. 4; канд. техн. наук А.В. Вронский - подразделы «Об­щиеуказания»,«Нагрузки»,«Расчет оснований по деформациям» («Об­щие положения», «Расчет деформацийоснований» и «Предельные дефо­рмации основания»), «Мероприятия поуменьшению деформаций осно­ваний и влияния их на сооружения» разд. 2;канд. техн. наук О.И. Игнатова - подразделы «Нормативные и расчетные значенияхарактеристик грун­тов» и «Классификация грунтов» разд. 2;канд. техн. наук Л.Г. Мариуполь­ский - подраздел «Методы определения деформационныхи прочностных характеристик грунтов» разд. 2; д-р техн. наук В.О. Орлов- подраздел «Глу­бина заложения фундаментов» разд. 2; канд. техн. наук А.С.Снарский - по­драздел «Расчет оснований по несущей способности» разд. 2; д-ртехн. наук,проф. В.И. Крутов - разд. 3; д-р техн. наук П.А. Коновалов - разд. 5;канд. техн. наук В.П. Петрухин - разд. 7; канд. техн. наук Ю.М.Лычко - разд. 8;канд. техн. наук А.И. Юшин - разд. 9; д-р техн. наук, проф. В.А. Ильичев иканд. техн. наук Л.Р. Ставницер - разд. 10 при участии института «Фун­даментпроект»Минмонтажспецстроя СССР (инж. М.Л. Моргулис - подра­здел «Расчет оснований понесущей способности» разд. 2), ПНИИИС Гос­строя СССР (канд. техн. наук Е.С. Дзекцер -подраздел «Подземные воды» разд. 2), МИСИ им. Куйбышева (д-р техн. наук,проф. М.В. Малышев и инж. Н.С. Никитина - подраздел «Определение осадки запределами линей­ной зависимости между напряжениями и деформациями» разд. 2; д-ртехн. наук,проф. Э.Г. Тер-Мартиросян, канд. техн. наук Д.М. Ахпателов и инж. И.М. Юдина -подраздел «Расчет деформаций оснований с учетом разуплотнения грунта приразборке котлована» разд. 2), Днепропетровс­кого инженерно-строительного институтаМинвуза УССР (д-р техн. наук, проф. В.Б. Швец - разд. 6) и института «Энергосетьпроект»Минэнерго СССР (инженеры Н.И. Швецова и Ф.П. Лобаторин - разд. 11).

Пособиеразработано под общей редакцией д-ра техн. наук, проф. Е.А. Сорочана.

1. ОБЩИЕПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящее Пособие рекомендуетсяиспользовать при проектиро­вании оснований промышленных, жилых и общественныхзданий и соору­жений всех областей строительства, в том числе городского исельскохозя­йственного, промышленного и транспортного. В Пособии не рассматри­ваютсявопросы проектирования оснований мостов и водопропускных труб.

1.2. Настоящие нормы должны соблюдатьсяпри проектировании зда­ний и сооружений 1.

Настоящиенормы не распространяются на проектирование оснований гидротехническихсооружений,дорог,аэродромных покрытий,зданий и сооружений,возводимых на вечномерзлых грунтах, а также оснований свайных фундаментов,глубоких опор и фундаментов под машины с дина­мическими нагрузками.

1 Далее для краткости,где это возможно, вместо термина «здания исооружения» используется термин «сооружение».

1.3(1.1). Основания сооружений должныпроектироваться на основе:

а) результатовинженерно-геодезических, инженерно-геологических иинженерно-гидрометеорологических изысканий для строительства;

б) данных,характеризующих назначение, конструктивные и технологи­ческие особенностисооружения,нагрузки,действующие на фундаменты, и условия его эксплуатации;

в)технико-экономического сравнения возможных вариантов проект­ных решений (соценкой по приведенным затратам) для принятия вариан­та, обеспечивающего наиболееполное использование прочностных и де­формационных характеристик грунтов ифизико-механических свойств ма­териалов фундаментов или других подземныхконструкций.

Припроектировании оснований и фундаментов следует учитывать ме­стные условиястроительства,а также имеющийся опыт проектирования, строительства иэксплуатации сооружений в аналогичных инженерно-гео­логических игидрогеологических условиях.

1.4(1.2). Инженерные изыскания длястроительства должны проводит­ся в соответствии с требованиями СНиП,государственных стандартов и других нормативных документов по инженернымизысканиям и исследо­ваниям грунтов для строительства.

В районах сосложными инженерно-геологическими условиями: при наличии грунтов сособыми свойствами (просадочные, набухающие и др.) или возможности развития опасныхгеологических процессов (карст, опо­лзни и т.п.), а также наподрабатываемых территориях инженерные изыс­кания  должны выполняться специализированнымиорганизациями.

1.5. Инженерно-геологические игидрогеологические изыскания долж­ны выполняться согласно требованиям:

а) главы СНиПпо инженерным изысканиям для строительства;

б) ГОСТов наиспытание грунтов (принимаются по прил. 2).

1.6(1.3). Грунты оснований должныименоваться в описаниях результа­тов изысканий, проектах оснований,фундаментов и других подземных ко­нструкций сооружений согласно ГОСТ 25100-82.

1.7(1.4). Результаты инженерныхизысканий должны содержать дан­ные, необходимые для выбора типа оснований и фундаментов,определе­ния глубины заложения и размеров фундаментов с учетом прогноза воз­можныхизменений (в процессе строительства и эксплуатации) инженер­но-геологических игидрогеологических условий площадки строительства, а также вида и объемаинженерных мероприятий по ее освоению.

Проектированиеоснований без соответствующего инженерно-геоло­гического обоснования или приего недостаточности не допускается.

1.8. Результаты инженерно-геологическихи гидрогеологических иссле­дований, излагаемые в отчете об изысканиях,должны содержать сведения:

оместоположении территории предполагаемого строительства, о ее климатических исейсмических условиях и о ранее выполненных исследо­ваниях грунтов и подземныхвод;

обинженерно-геологическом строении и литологическом составе тол­щи грунтов и онаблюдаемых неблагоприятных физико-геологических и других явлениях (карст,оползни,просадки и набухание грунтов, горные выработки и т.п.);

огидрогеологических условиях с указанием высотных отметок появив­шихся иустановившихся уровней подземных вод, амплитуды их колеба­ний и величин расходов воды; оналичии гидравлических связей горизон­тов вод между собой и ближайшимиоткрытыми водоемами,а также све­дения об агрессивности вод в отношении материалов конструкций фунда­ментов;

о грунтахстроительной площадки, в том числе описание в стратигра­фическойпоследовательности напластований грунтов основания, форма залегания грунтовыхобразований,их размеры в плане и по глубине, воз­раст, происхождение и классификационные наименования,состав и сос­тояние грунтов. Для выделенных слоев грунта должны быть приведеныфизико-механические характеристики, к числу которых относятся:

плотность ивлажность грунтов;

коэффициентпористости грунтов;

гранулометрическийсостав для крупнообломочных и песчаных грун­тов;

числопластичности и показатель текучести грунтов;

уголвнутреннего трения,удельное сцепление и модуль деформации грунтов;

коэффициентфильтрации;

коэффициентконсолидации для водонасыщенных пылевато-глинистых грунтов при показателитекучести IL>0,5, биогенных грунтов и илов;

временноесопротивление на одноосное сжатие, коэффициент размяг­чаемости, степень засоленности ирастворимости для скальных грунтов;

относительнаяпросадочность,а также величина начального давления и начальной критической влажности дляпросадочных грунтов;

относительноенабухание,давление набухания и линейная усадка для набухающих грунтов;

коэффициентвыветрелости для элювиальных грунтов;

количественныйи качественный состав засоления для засоленных гру­нтов;

содержаниеорганического вещества для биогенных грунтов и степень разложения для торфов.

В отчете обязательноуказываются применяемые методы лаборатор­ных и полевых определенийхарактеристик грунтов.

К отчетуприлагаются таблицы и ведомости показателей физико-меха­нических характеристикгрунтов,схемы установок,примененных при по­левых испытаниях, а также колонки грунтовых выработок и инженерно-ге­ологическиеразрезы. На последних должны быть отмечены все места от­бора проб грунтов ипункты полевых испытаний грунтов.

Характеристикигрунтов должны быть представлены их нормативными значениями, аудельное сцепление,угол внутреннего трения, плотность и предел прочности на одноосное сжатиескальных грунтов также и расчет­ными значениями.

В отчетедолжен быть также прогноз изменения инженерных условий территории (площадки)строительства при возведении и эксплуатации зда­ний и сооружений.

1.9. Данные о климатических условияхрайона строительства должны приниматься по указаниям главы СНиП по строительнойклиматологии и геофизике.

1.10. Для учета при проектированииоснований опыта строительства необходимо иметь данные обинженерно-геологических условиях этого района, о конструкциях возводимыхзданий и сооружений,нагрузках,ти­пах и размерах фундаментов, давлениях на грунты основания и о наблюда­вшихсядеформациях сооружений.

Наличие такихданных позволит лучше оценить инженерно-геологичес­кие условия площадки, атакже возможность проявления неблагоприятных физико-геологических процессов иявлений (развитие карста, оползней и т.д.), характеристики грунтов,выбирать наиболее рациональные типы и размеры фундаментов, глубинуих заложения и т.д.

1.11. Необходимо учитывать местныеусловия строительства, для чего должны быть выявлены данные о производственныхвозможностях строи­тельной организации, ее парке оборудования,ожидаемых климатических условиях на весь период устройства оснований ифундаментов,а также всего нулевого цикла. Эти данные могут оказаться решающими при выбо­ретипов фундаментов (например, на естественном основании или свай­ного),глубины их заложения,метода подготовки основания и пр.

1.12. Конструктивное решениепроектируемого здания или сооруже­ния и условий последующей эксплуатациинеобходимо с целью прогнози­рования изменения инженерно-геологических игидрогеологических усло­вий, в том числе и свойств грунтов, для выбора типафундамента,учета влияния верхних конструкций на работу оснований, для уточнения требо­ванийк допустимой величине деформации и т.д.

1.13. Технико-экономическое сравнениевозможных вариантов проект­ных решений по основаниям и фундаментам необходимодля выбора наи­более экономического и надежного проектного решения,которое исклю­чит необходимость его последующей корректировки в процессестроите­льства и позволит избежать дополнительных затрат материальных средств ивремени.

1.14(1.5). Проектом оснований ифундаментов должна быть предусмо­трена срезка плодородного слоя почвы дляпоследующего использования в целях восстановления (рекультивации) нарушенныхили малопродуктив­ных сельскохозяйственных земель, озеленения района застройкии т.п.

1.15(1.6). В проектах оснований ифундаментов ответственных соору­жений, возводимых в сложныхинженерно-геологических условиях, следу­ет предусматривать проведение натурных измеренийдеформаций основа­ния.

Натурныеизмерения деформаций основания должны также предусма­триваться в случаеприменения новых или недостаточно изученных конст­рукций сооружений или ихфундаментов,а также если в задании на проек­тирование имеются специальные требования поизмерению деформаций основания.

2.ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВАНИЙ

Общие указания

2.1. Проектирование оснований являетсянеотъемлемой составной час­тью проектирования сооружения в целом. Статическаясхема сооружения,конструктивное и объемно-планировочное решение, плановая и высотнаяпривязки должны приниматься с учетом результатов инженерных изыска­ний наплощадке строительства и технически возможных решений фунда­ментов.

2.2(2.1). Проектирование основанийвключает обоснованный расче­том выбор:

типа основания(естественное или искусственное);

типа,конструкции,материала и размеров фундаментов (мелкого или глубокого заложения;ленточные,столбчатые,плитные и др.;железобето­нные,бетонные,бутобетонные и др.);

мероприятий,указанных в пп. 2.290-2.295(2.67-2.71), применяемых принеобходимости уменьшения влияния деформаций основания на эксплуа­тационнуюпригодность сооружений.

2.3(2.2). Основания должнырассчитываться по двум группам предель­ных состояний: по первой - по несущейспособности;по второй - по дефо­рмациям.

Основаниярассчитываются по деформациям во всех случаях и по не­сущей способности - вслучаях,указанных в п. 2.259(2.3).

В расчетахоснований следует учитывать совместное действие силовых факторов инеблагоприятных влияний внешней среды (например, влияние поверхностных илиподземных вод на физико-механические свойства гру­нтов).

2.4. К первой группе предельныхсостояний оснований относятся: по­теря устойчивости формы и положения;хрупкое,вязкое или иного харак­тера разрушение; резонансные колебания;чрезмерные пластические де­формации или деформации неустановившейся ползучести.

Ко второйгруппе относятся состояния, затрудняющие нормальную эк­сплуатацию сооружения илиснижающие его долговечность вследствие недопустимых перемещений (осадок,прогибов,углов поворота),колеба­ний,трещин и т.п.

2.5. Сооружение и его основание должнырассматриваться в единстве, т.е. должно учитываться взаимодействие сооружения сосжимаемым ос­нованием. Поскольку основание лишь косвенно влияет на условияэксплу­атации сооружения, состояние основание можно считать предельным лишь вслучае,если оно влечет за собой одно из предельных состояний со­оружения.

2.6. Целью расчета оснований попредельным состояниям является выбор технического решения фундаментов,обеспечивающего невозмож­ность достижения основанием предельных состояний,указанных в п. 2.4. При этом должны учитываться не только нагрузки отпроектируемого со­оружения, но также возможное изменение физико-механическихсвойств грунтов под влиянием поверхностных или подземных вод, климатическихфакторов,различного вида тепловых источников и т.д. К изменению влаж­ности особенночувствительны просадочные, набухающие и засоленные грунты, к изменениютемпературного режима - набухающие и пучинис­тые грунты.

2.7. При проектировании необходимоучитывать,что потеря несущей способности основания, как правило,приводит конструкции сооружения в предельное состояние первой группы. При этомпредельные состояния основания и конструкций сооружения совпадают. Деформацииже осно­вания могут привести конструкции сооружения в предельные состояния каквторой,так и первой группы,поэтому предельные деформации осно­вания могут лимитироваться как прочностью,устойчивостью и трещинос­тойкостью конструкций, так и архитектурными,эксплуатационно-бытовы­ми и технологическими требованиями,предъявляемыми к сооружению или размещенному в нем оборудованию.

2.8(2.4). Расчетная схема системысооружение - основание или фунда­мент - основание должна выбираться с учетомнаиболее существенных факторов, определяющих напряженное состояние и деформации основа­нияи конструкций сооружения (статической схемы сооружения, особен­ностей еговозведения,характера грунтовых напластований, свойств грун­тов основания, возможности их примененияв процессе строительства и эксплуатации сооружения и т.д.). Рекомендуетсяучитывать пространст­венную работу конструкций, геометрическую ифизическую нелиней­ность, анизотропность, пластические иреологические свойства материала и грунтов.

Допускаетсяиспользовать вероятностные методы расчета, учитываю­щиестатистическую неоднородность оснований, случайную природу наг­рузок,воздействий и свойств материалов конструкций.

2.9. Расчетная схема системы сооружение- основание или фундамент - основание представляет собой совокупностьупрощающих предложений относительно геометрической схемы конструкции,свойств материалов и грунтов, характера взаимодействия конструкции с основанием исхемати­зации возможных предельных состояний.

Одно и то жесооружение может иметь разную расчетную схему в за­висимости от видапредельного состояния, цели расчета, вида учитывае­мых воздействий и разработанности методоврасчета.

2.10. Для расчета деформаций основанийиспользуется преимущест­венно расчетная схема основания в виделинейно-деформируемой среды: полупространства с условным ограничением глубинысжимаемой толщи или слоя конечной толщины (см. п. 2.173(2.40).

Развитиедеформаций основания во времени (консолидационное упло­тнение,ползучесть),а также анизотропию прочностных и деформацион­ных характеристик следует, какправило,учитывать при расчете основа­ний, сложенных водонасыщенными пылевато-глинистыми грунтамии илами.

2.11. Для расчета конструкцийсооружений на сжимаемом основании помимо упомянутых схем могут применятьсярасчетные схемы,характе­ризуемые коэффициентом постели или коэффициентом жесткости, в ка­чествекоторых принимается отношение давления (нагрузки) на основание к его расчетнойосадке. Такие характеристики удобны при необходимости учета неоднородностигрунтов основания,в том числе вызванной нерав­номерным замачиванием просадочных грунтов, прирасчете сооружений на подрабатываемых территориях и т.д.

2.12. В расчетах конструкцийпространственно жестких сооружений во взаимодействии со сжимаемым основаниемрекомендуется учитывать не­линейность деформирования грунтов. При этомдопускается использовать упрощенные методы, в которых фундаментысооружения заменяются не­линейно-деформирующимися опорами. Зависимость осадкитаких опор от давления ррекомендуется принимать в виде

                                         (1)

где- расчетнаяосадка опоры при давлении[(- расчетное соп­ротивление основания, определяемое по указаниямпп. 2.174-2.204(2.41-2.48)];

- предельное сопротивление основания - давление на основание, со­ответствующееисчерпанию его несущей способности [см. пп. 2.261-2.228(2.57-2.65)].

Расчетконструкций сооружений во взаимодействии с нелинейно-де­формирующимсяоснованием выполняется с применением ЭВМ.

Пример выбора расчетной схемы системысооружение - основание.

Каркасно-панельноездание повышенной этажности, проектируемое на площадке, где в верхней зонеоснования залегают пылеватые пески и суглинки с модулем деформации Е=15-20 МПа, подстилаемые известня­камис модулем деформации Е=120 МПа,имеет фундамент в виде короб­чатой железобетонной плиты (рис. 1, а)

 

 

Рис. 1. К выбору расчетной схемы «здание - основание»»

а - здание повышенной этажности сфундаментами в виде сплошной пли­ты на основании с переменной сжимаемостью поглубине;б - протяжен­ное здание с ленточнымифундаментами на основании с переменной сжи­маемостью в плане

При расчетенесущих конструкций здания на ветровые нагрузки в ка­честве расчетной схемы вданном случае принимается многоэтажная ра­ма с жесткой заделкой стоек в уровневерха фундаментной плиты. Для оп­ределения усилий в фундаментной конструкциирасчетная схема прини­мается в виде плиты конечной жесткости налинейно-деформируемом слое. При вычислении крена плиты ее жесткость можнопринять бесконе­чно большой. При определении средней осадки плиты, атакже при расче­те несущей способности основания допускается пренебречь жесткостьюплиты и считать давление на основание распределенным по линейному за­кону.

Для расчетаконструкций протяженного крупнопанельного жилого до­ма, имеющего в основаниинапластование грунтов с ярко выраженной не­равномерной сжимаемостью (рис. 1, б), целесообразно принятьрасчет­ную схему в виде равномерно загруженной балки конечной жесткости наосновании с переменным коэффициентом жесткости.

Нагрузки и воздействия, учитываемые в расчетах оснований

2.13(2.5). Нагрузки и воздействия наоснования,передаваемые фундаментами сооружений, должны устанавливаться расчетом, как правило,исходя из рассмотрения совместной работы сооружения и основания.

Учитываемыепри этом нагрузки и воздействия на сооружение или отдельные его элементы,коэффициенты надежности по нагрузке, а также возможные сочетания нагрузок должны приниматьсясогласно требованиям СНиП по нагрузкам и воздействиям.

Нагрузки наоснование допускается определять без учета их перераспределения надфундаментнойконструкцией при расчете:

а) основанийзданий и сооружений IIIкласса;1

б) общей устойчивости массивагрунта основания совместно с сооружением;

в) средних значений деформацийоснования;

г) деформаций оснований в стадиипривязки типового проекта к местным грунтовым условиям.

1 Здесь и далее класс ответственности зданий исооружений принят согласно Правилам учета степени ответственности зданий исооружений при проектировании конструкций, утвержденным Госстроем СССРпостановлением от 19 марта 1981 г. № 41.

2.14. При проектировании основанийследует учитывать,что сооружение и основание находятся в тесном взаимодействии. Под влияниемнагрузок от фундаментов основание деформируется, а это в свою очередьвызывает перераспределение нагрузок за счет включения в работу надфундаментныхконструкций. Характер и степень перераспределения нагрузок на основание, аследовательно,и дополнительные усилия в конструкциях сооружения зависят от вида,состояния и свойств грунтов, характера их напластования, статистической схемысооружения,его пространственной жесткости и многих других факторов.

2.15. Основными характеристикаминагрузок являются их нормативные значения, устанавливаемые СНиП понагрузкам и воздействиям. Все расчеты оснований должны производиться нарасчетные значения нагрузок, которые определяются как произведение нормативныхнагрузок на коэффициент надежности по нагрузке gf, учитывающий возможное отклонение нагрузок внеблагоприятную сторону от нормативных значений и устанавливаемый в зависимостиот группы предельного состояния.

Коэффициентнадежности по нагрузке gf принимается при расчете оснований:

по первойгруппе предельных состояний (по несущей способности) - по указаниям СНиП понагрузкам и воздействиям;

по второйгруппе предельных состояний (по деформациям) - равным единице.

2.16. В зависимости отпродолжительности действия нагрузки подразделяются на постоянные и временные.Постоянными считаются нагрузки, которые при строительстве и эксплуатации сооружениядействуют постоянно (собственный вес конструкций и грунтов,горное давление и т.п.). Временными считаются нагрузки, которые в отдельныепериоды строительства и эксплуатации могут отсутствовать.

2.17. Временные нагрузки в свою очередьподразделяются на:

длительные(например,вес стационарного оборудования, нагрузки на перекрытиях в складских помещениях,зернохранилищах,библиотеках и т.п.);

кратковременные,которые могут действовать лишь в отдельные периоды времени (вес людей иремонтных материалов в зонах обслуживания и ремонта; нагрузки,возникающие при изготовлении, перевозке и возведении конструкций;снеговые,ветровые и гололедные нагрузки и т.п.);

особые,возникновение которых возможно лишь в исключительных случаях (сейсмические,аварийные и т.п.).

2.18. В зависимости от составаразличаются сочетания нагрузок:

основные,состоящие из постоянных, длительных и кратковременных нагрузок;

особые,состоящие из постоянных, длительных, возможных кратковре­менных и одной из особых нагрузок.

2.19(2.6). Расчет оснований подеформациям должен производиться на основное сочетание нагрузок; понесущей способности - на основное со­четание, а при наличии особыхнагрузок и воздействий - на основное и особое сочетание.

При этомнагрузки на перекрытия и снеговые нагрузки, которые сог­ласно СНиП понагрузкам и воздействиям могут относиться как к длитель­ным, таки к кратковременным,при расчете оснований по несущей способности считаются кратковременными, апри расчете по деформациям - длительными. Нагрузки от подвижногоподъемно-транспортного обору­дования в обоих случаях считаютсякратковременными.

2.20(2.7). В расчетах основанийнеобходимо учитывать нагрузки от складируемого материала и оборудования,размещаемых вблизи фундаментов.

2.21(2.8). Усилия в конструкциях,вызываемые климатическими темпе­ратурными воздействиями, при расчете оснований подеформациям не должны учитываться, если расстояние между температурно-усадочными швами непревышает значений,указанных в СНиП по проектированию со­ответствующих конструкций.

2.22(2.9). Нагрузки,воздействия,их сочетания и коэффициенты надежности по нагрузке при расчете оснований опормостов и труб под насыпями должны приниматься в соответствии с требованиямиСНиП по проектированию мостов и труб.

Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов

Классификация грунтов

2.23. Классификация грунтов всоответствии с ГОСТ 25100-82 включает выделенные по комплексу признаковподразделения:классы,группы,под­группы,типы,виды и разновидности.

Наименованиягрунтов должны содержать сведения об их геологичес­ком возрасте и происхождении.К наименованиям грунтов и их характеристикам, предусмотренным ГОСТом,допускается вводить дополнительные наименования и характеристики(гранулометрический состав пылевато-глинистых грунтов, качественный характерзасоления грунтов,степень вы­ветрелости скальных грунтов и т.п.), если это необходимо дляболее деталь­ного подразделения грунтов, дополнительного освещенияих инженерно-геологических особенностей, учета местных геологическихусловий и спе­цифики строительства определенного вида. Это дополнительныенаименования и характеристики не должны противоречить классификации ГОСТ25100-82.

Грунтыподразделяются на два класса: скальные - грунты с жесткими (кристаллизационными илицементационными) структурными связями и нескальные - грунты без жесткихструктурных связей.

Скальныегрунты в большинстве своем резко отличаются по своим свойствам от нескальныхгрунтов. Скальные грунты практически несжимаемы при нагрузках,которые имеют место в гражданских и промышлен­ных зданиях и сооружениях.

2.24. Скальные грунты делятся на четырегруппы:магматические,метаморфические,осадочные сцементированные и искусственные (преоб­разованные в природномзалегании),в каждом из которых выделяются подгруппы, типы и виды в зависимостиот условий образования, петрографического состава, структуры,текстуры и состава цемента. Разновидности скальных грунтов приведены в табл. 1в зависимости от:

пределапрочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии Rc;

степениразмягченности в воде, характеризуемой коэффициентом раз­мягчаемости ksof (отношение пределов прочности на одноосное сжатиесо­ответственно в водонасыщенном и воздушно-сухом состояниях);

степенизасоленности для полускальных грунтов - суммарного содержания легко- исреднерастворимых солей в процентах от массы абсолютно сухого грунта;

степенирастворимости в воде для осадочных сцементированных грунтов.

Таблица 1

Разновидности скальных грунтов

Показатель

А. По пределу прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии Rc, МПа (кгс/см2):

Очень прочные

Rc > 120 (1200)

Прочные

120 (1200) ³ Rc > 50 (500)

Средней прочности

50 (500) ³ Rc > 15 (150)

Малопрочные

15 (150) ³ Rc > 5 (50)

Полускальные:

 

пониженной прочности

5 (50) ³ Rc > 3 (30)

низкой прочности

3 (30) ³ Rc > 1 (10)

весьма низкой прочности

Rc < 1 (10)

Б. По коэффициенту размягчаемости в воде ksof

Неразмягчаемые

ksof ³ 0,75

Размягчаемые

ksof < 0,75

В. По степени засоленности полускальных грунтов, %

Незасоленные

Менее 2

Засоленные

2 и более

Г. По степени растворимости в воде для осадочных

сцементированных грунтов, г/л

Нерастворимые

Менее 0,01

Труднорастворимые

0,01-1

Среднерастворимые

1-10

Легкорастворимые

Более 10

2.25. Прочность скальных грунтов,характеризуемая пределом прочно­сти на одноосное сжатие Rc,изменяется в широких пределах и зависит от условий образования скальных пород, ихминерального состава и состава цемента, а также от степенивыветрелости.

Дляхарактеристики степени снижения прочности скальных грунтов при водонасыщениинеобходимо определять коэффициент размягчаемос­ти в водеksof путем испытания образцовскальных грунтов в воздушно-су­хом и водонасыщенном состоянии. К скальнымгрунтам,значительно сни­жающим (до 2-3 раз) прочность при водонасыщении,относятся,например,глинистые сланцы,песчаники с глинистым цементом, алевролиты, аргиллиты, мергели, мелы.

2.26. Для скальных грунтов,растворяющихся в воде, необходимо указывать степень их растворимости,которая зависит от составов минеральных зерен и цемента. Магматические иметаморфические скальные грунты, а также осадочные сцементированные грунты с кремнистымцементом (кремнистые конгломераты, брекчии, песчаники и опоки) не растворяются в воде. Крастворимым относятся скальные грунты, перечисленные в порядкевозрастания степени их растворимости:

труднорастворимые- известняки,доломиты,известковистые конгломераты и песчаники;

среднерастворимые- мел,гипс,ангидрит,гипсоносные конгломераты;

легкорастворимые- каменная соль.

В результатефильтрации воды через трещины в растворимых скальных породах возможнообразование карстовых полостей.

2.27. Скальные грунты,подвергаясь природным процессам выветрива­ния, теряют свою сплошность взалегании,становятся трещиноватыми, а затем разрушаются до кусков различной крупности,промежутки между которыми заполняются мелкозернистым материалом. В результате выветриваниястроительные свойства скального грунта ухудшаются.

Степеньвыветрелости скальных грунтов Kwr оценивается путем сопоставленияплотности r образца выветрелойпороды в условиях природного залегания с плотностью невыветрелой (монолитнойпороды) (табл. 2). Для магматических пород величина плотности монолитной породыможет быть принята равной величине плотности частиц.

Таблица 2

Скальные грунты

Характеристика залегания грунтов и степень выветрелости

Невыветрелые (монолитные)

Сплошной массив, Kwr=1

Слабовыветрелые (трещиноватые)

Несмещенные отдельности (глыбы) 1 > Kwr ³ 0,9

Выветрелые

Скопления кусков, переходящие в трещиноватую скалу, 0,9 > Kwr ³ 0,8

Сильновыветрелые (рухляки)

Во всем массиве в виде отдельных кусков Kwr < 0,8

2.28. Скальные искусственные грунты -закрепленные различными методами скальные выветрелые грунты и различные типынескальных грунтов (крупнообломочных, песчаных и пылевато-глинистых).

Типыискусственного скального грунта соответствуют типам природного грунта до егозакрепления,а виды выделяются по способу преобразования (закрепления) цементацией,силикатизацией,смолизацией,термическим способом и т.п. Разновидности этих грунтов выделяются так же, какдля скальных природных грунтов.

2.29. Нескальные грунты разделяются нагруппы осадочных и искусственных грунтов, которые в свою очередьделятся на подгруппы согласно табл. 3.

Таблица 3

Группы и подгруппы

нескальных грунтов

Характеристика

Осадочные нецементированные:

 

крупнообломочные

Нецементированные грунты, соде­ржащие более 50 % по массе обло­мков кристаллических или осадочных пород с размерами частиц более 2 мм

песчаные

Сыпучие в сухом состоянии грунты, содержащие менее 50 % по мас­се частиц крупнее 2 мм и не обладающие свойством пластичности (грунт не раскатывается в шнур ди­аметром 3 мм или число пластичности его IP<1

пылевато-глинистые

Связные грунты, для которых число пластичности IP ³1

биогенные

Грунты с относительным содержанием органического вещества Iот> > 0,1 (озерные, болотные, озерно-болотные, аллювиально-болотные)

почвы

Природные образования, слагающие поверхностный слой земной коры и обладающие плодородием

Искусственные

 

уплотненные в природном залегании

насыпные

намывные

Преобразованные различными спо­собами или перемещенные грунты природного происхождения и отходы производственной и хозяйственной деятельности человека

2.30. Крупнообломочные и песчаныегрунты в зависимости от гранулометрического состава подразделяются на типысогласно табл. 4.

Таблица 4

Грунты

Размер частиц

d, мм

% массы воздуш­но-сухого грунта

Крупнообломочные

 

 

Валунный грунт (при преобладании неокатанных частиц - глыбовый

d > 200

>50

Галечниковый грунт (при преобладании неокатанных частиц - щебенистый)

d > 10

>50

Гравийный грунт (при преобладании неокатанных частиц - дресвяный)

d > 2

>50

Песчаные

 

 

Песок:

 

 

гравелистый

d > 2

>25

крупный

d > 0,5

>50

средней крупности

d > 0,25

>50

мелкий

d > 0,1

³75

пылеватый

d > 0,1

<75

Примечание. Для установления наименования грунта последовате­льносуммируются процента частиц исследуемого грунта: сначала крупнее 200 мм,затем крупнее 10 мм,далее крупнее 2 мм и т.д. Наименование грунта принимается по первомуудовлетворяющему показателю в порядке расположения наименований в таблице.

2.31. Наименования частиц грунта взависимости от их крупности принимаются по табл. 5.

Дляустановления наименования грунта после рассева пробы последовательносуммируются проценты содержания частиц различной крупности.

Таблица 5

Наименование частиц

Размер частиц

Валунные (при неокатанных гранях - глыбовые)

d > 200

Галечниковые (при неокатанных гранях - щебенистые)

200 ³ d > 10

Гравийные (при неокатанных гранях - дресвяные)

10 ³ d > 2

Песчаные

2 ³ d > 0,05

Пылеватые

0,05 ³ d > 0,005

Глинистые

d £ 0,005

Пример. Для песчаного грунта были полученырезультаты гранулометрического анализа, приведенные в табл. 6.


Таблица 6

Размер частиц, мм

>10

10-5

5-2

2-1

1-0,5

0,5-0,25

0,25-0,1

0,1-0,05

0,05-0,01

0,01-0,005

<0,005

Содержание частиц, %

0

0

0

1,7

13,2

40,2

33,9

5,9

1,5

0,7

2,9


Суммарныйсостав частиц крупнее 2 мм составляет 0 %, значит песок негравелистый;суммарный состав частиц крупнее 0,5 мм составляет 14,9 %, значит песок не крупный;суммарный состав частиц крупнее 0,25 мм составляет 55,1 %, т.е. более 50 %,значит грунт относится к песку средней крупности.

2.32. Крупнообломочные грунты содержат заполнитель, ккоторому относят частицы размером менее 2 мм. Свойства крупнообломочного грунтав значительной степени зависят от вида и количества заполнителя (песчаный илипылевато-глинистый),а также его состояния.

Видзаполнителя и характеристики его состояния необходимо указывать, еслипесчаного заполнителя содержится более 40 %, а пылевато-глинистого -более 30 % общей массы абсолютно сухого грунта.

Дляустановления вида заполнителя из крупнообломочного грунта удаляют частицыкрупнее 2 мм. Определяют следующие характеристики заполнителя:влажность,плотность,а для пылевато-глинистого заполнителя - дополнительно число пластичности ипоказатель текучести.

2.33. Крупнообломочные и песчаныегрунты подразделяются по степени влажности Sr (доле заполнения объема поргрунта водой) согласно табл. 7.

Степеньвлажности Sr определяется поформуле

                                                       (2)

где- природная влажность грунта в долях единицы;

- плотность частиц грунта, г/см 3;

- плотность воды, принимаемая равной 1 г/см 3;

- коэффициент пористости грунта природного сложения и влажности.

Поформуле (2) вычисляется степень влажности также пылевато-гли­нистых грунтов.

Таблица 7

Разновидность крупнообломочных и песчаных грунтов по степени влажности

Степень влажности Sr

Маловлажные

0 < Sr £ 0,5

Влажные

0,5 < Sr £ 0,8

Насыщенные водой

0,8 < Sr £ 1

2.34. Физические характеристики грунтовопределяют по действующим ГОСТам. Формулы вычисляемых физических показателейприведены в табл. 8.

Таблица 8

Характеристика

Формула

Плотность сухого грунта, г/см 3, т/м 3

Пористость п

Коэффициент пористости е

или

Полная влагоемкость

Следуетразличать:плотность грунта- отношение массы грунта, включая массу воды в егопорах,к занимаемому этим грунтом объему (г/см 3; т/м3);плотность сухого грунта- отношение массы сухого грунта (исключая массу воды в егопорах) к занимаемому этим грунтом объему (г/см 3; т/м3);плотность частиц грунта - отношение массы сухого грунта (исключая массу воды в егопорах) к объему твердой части этого грунта (г/см 3; т/м3).

При расчетахоснований для величин, обозначающих отношение веса грунта к занимаемому имобъему (Н/м 3, кН/м 3) следуетиспользовать тер­мины: удельный вес грунта,удельный вес сухого грунтаи удельный вес частиц грунта.

Указанныеудельные веса грунта определяют, умножая соответствующие плотности на ускорениесвободного падения,м/с2.

Пример. Плотность грунта,определенная экспериментально, составляетт/м3. Необходимо вычислить удельный вес грунтадля определения расчетного сопротивления грунта основания илиего несущей способности. Ускорение свободного падения составляетм/с2.Тогда удельный вес грунта составиткН/м3.

В табл. 9приведены ориентировочные значения плотностей частицгрунтов, не содержащих водорастворимых солей и органическихвеществ.

Таблица 9

Тип грунта

Среднее значение плотности частиц, г/см 3

Пески

2,66

Супеси

2,7

Суглинки

2,71

Глины

2,74

2.35. Пески по плотности сложенияподразделяются на виды согласно табл. 10 в зависимости от значения коэффициентапористости е, определе­нного влабораторных условиях по образцам, отобранным без нарушения природного сложения грунта илипо величине сопротивления при зонди­ровании.

Таблица 10

 

Плотность сложения

Вид песков

плотные

средней

плотности

рыхлые

По коэффициенту пористости

Пески гравелистые, крупные и средней крупности

е < 0,55

0,55 £ е £ 0,7

е > 0,7

Пески мелкие

е < 0,6

0,6 £ е £ 0,75

е > 0,75

Пески пылеватые

е < 0,6

0,6 £ е £ 0,8

е > 0,8

По сопротивлению погружению конуса, МПа (кгс/см2),

при статическом зондировании

Пески крупные и средней крупности независимо от влажности

qc >15(150)

15(150)³ qc ³5(50)

qc <5(50)

Пески мелкие независимо от влажности

qc >12(120)

12(120)³ qc ³4(40)

qc <4(40)

Пески пылеватые:

 

 

 

маловлажные и влажные

qc >10(100)

10(100)³ qc ³3(30)

qc <3(30)

водонасыщенные

qc >12(120)

7(70)³ qc ³2(20)

qc <2(20)

По условному динамическому сопротивлению погружению

конуса, МПа (кгс/см2) при динамическом зондировании

Пески крупные и средней крупности независимо от влажности

qd >12,5(125)

12,5(125)³ qd ³3,5(35)

qd <3,5(35)

Пески пылеватые:

 

 

 

маловлажные и влажные

qd >11(110)

11(110)³ qd ³3(30)

qd <3(30)

водонасыщенные

qd >8,5(85)

8,5(85)³ qd ³2(20)

qd <2(20)

Пески пылеватые маловлажные и влажные

qd >8,5(85)

8,5(85)³ qd ³2(20)

qd <2(20)

Допускаетсяопределять плотность сложения песков и радиоизотопны­ми методами.

Отбор образцовгрунта ненарушенного сложения производят в соотве­тствии с действующим ГОСТом.

Пример. Из слоя песка средней крупностиотобрано 12 образцов ненарушенного сложения и определены коэффициентыпористости:0,52; 0,53; 0,54; 0,55; 0,57;0,57; 0,58; 0,58; 0,6; 0,6; 0,61; 0,61. В этом ряду часть значенийпозволяет отнести песок к плотному сложению, а другая часть - к сре­днейплотности. Если этот факт не связан с наличием в рассматриваемом слое пескалинз,то необходимо вычислить среднее значение е,которое составляет 0,57.Следовательно,песок необходимо отнести к средней пло­тности.

2.36. Пылевато-глинистые грунтыхарактеризуются преобладанием в их составе пылеватых и глинистых частиц, чтообуславливает их связность. В этой подгруппе выделяются следующие типы грунтов:супеси,суглинки,глины,лессовые грунты и илы (табл. 11) в зависимости от числа пластичности ,вычисляемого по формуле

                                                (3)

где и- влажности соответственно на границах текучести и раскатывания.

Таблица 11

Тип пылевато-глинистых грунтов

Число пластичности IP, %

Супеси

1 £ IP £ 7

Суглинки

7 < IP £ 17

Глины

IP > 17

Пример. Для слоя грунта было получено10 определений числа пласти­чности, %: 10;12; 12; 14; 15; 15; 17; 17; 18; 20.В этом ряду два значения (18 и 20) относятся к глинам, остальные - к суглинкам.Если указанные два значенияне связаны с наличием в слое суглинка линзы глины, тонеобходимо по всем опытным данным вычислить среднее значение . Оно равно 15, следовательно, грунт следует отнести ксуглинку.

При наличиивключений (частиц крупнее 2 мм) к указанным в табл. 11 типам грунтов должныприбавляться термины «с галькой» («со щебнем») или «с гравием» («с дресвой»), еслисодержание по массе включений сос­тавляет 15-25 %, и «галечниковые»(«щебенистые») или «гравелистые» («дресвянистые»), если включений содержитсяболее 25 до 50 % по массе.

2.37. Лессовые грунты выделены в подгруппе пылевато-глинистых грунтов всамостоятельный тип,как грунты,обладающие специфическими неблагоприятными свойствами.

Лессовыегрунты характеризуются содержанием, как правило, более 50 % пылеватых частиц, преимущественномакропористой структурой, наличием солей, среди которых преобладаюткарбонаты кальция. Эти гру­нты при замачивания дают просадку под действиемвнешней нагрузки или собственного веса.

Лессовыегрунты подразделяются по числу пластичности на супеси, суглинки и глины (см.табл. 11).

2.38. Ил - водонасыщенный современныйосадок водоемов,образовавшийся при наличии микробиологических процессов, имеющий влажность,превышающую влажность на границе текучести, и коэффициент пористости е ³0,9.

Виды иловустанавливают по числу пластичности с учетом коэффициента пористости согласнотабл. 12.

Таблица 12

Вид илов

Коэффициент пористости е

Супесчаный

е ³ 0,9

Суглинистый

е ³ 1

Глинистый

е ³ 1,5

Отличительнымпризнаком илов является также наличие органического вещества в виде гумуса(полностью разложившиеся остатки растительных и животных организмов),содержание которого в илах, как правило, не превышает 10 %.

2.39. Пылевато-глинистые грунтыразличаются по консистенции, характеризуемой показателем текучести,согласно табл. 13.

Таблица 13

Разновидности пылевато-

глинистых грунтов

Показатель текучести

Супеси:

 

твердые

пластичности

текучие

Суглинки и глины

 

твердые

полутвердые

тугопластичные

мягкопластичные

текучепластичные

текучие

Показательтекучести определяется по формуле

                                                (4)

2.40. В пылевато-глинистых грунтахнеобходимо выделять просадочные грунты, которые под действиемвнешней нагрузки или собственного веса при замачивании водой даютдополнительную осадку (просадку).

Выделениепросадочных грунтов производят по относительной просадочности. Грунты относятся к просадочным при.

Припредварительной оценке к просадочным обычно относятся лессовые грунты состепенью влажности,для которых величина показателя,определяемого по формуле (5), меньше значений, приведенных в табл. 14:

                                                   (5)

где- коэффициент пористости грунта природного сложения и влажнос­ти;

- коэффициент пористости, соответствующий влажностина границе текучестии определяемый по формуле

                                                     (6)

гдеи- значения те же, что и в формуле (2).

Значения,приведенные в табл. 14 для отдельных регионов, могут быть уточнены наоснове статистической обработки массовых данных.

Таблица 14

Число пластичности грунта IP

1£ IP <10

10£ IP <14

14£ IP <22

Показатель Iss

0,1

0,17

0,24

2.41. В пылевато-глинистых грунтах необходимо выделять набухающиегрунты,которые при замачивании водой или химическими растворами увеличивается вобъеме.

Выделениенабухающих грунтов производят по относительному набуханию без нагрузки. Грунты относятся к набухающим при.

Припредварительной оценке к набухающим от замачивания водой относятся грунты, длякоторых значение определяемого по формуле (5) показателя.

Показательне может служить обоснованием для назначения дополнительныхстроительных мероприятий для сооружений, возводимых на просадочныхи набухающих грунтах.

2.42. Относительное набухание грунта в условиях свободногонабухания определяется по формуле

                                            (7)

где- высота образца после его свободного набухания в условияхневозможности бокового расширения в результате замачивания до полноговодонасыщения;

- начальная высота образца природной влажности.

Набухающие грунтыв зависимости от величины относительного набухания без нагрузки подразделяютсяна:

слабонабухающие, если;

средненабухающие, если;

сильнонабухающие, если.

В зависимостиот величины относительного набухания грунта в условиях свободного набуханияназначается комплекс лабораторных и полевых исследований с целью определенияхарактеристик набухающих грунтов.

Для расчетовдеформаций набухания основания определяют относите­льное набухание при различныхдавлениях.

2.43. Набухающие грунты характеризуютсявеличинами давления набухания влажности набухания и относительной усадкипри высыхании.

За давлениенабухания принимается давлениена образец грунта,замачиваемого и обжимаемого без возможности бокового расширения, прикотором деформации набухания равны нулю.

За влажностьнабухания грунта принимается влажность, полученнаяпосле завершения набухания образца грунта, обжимаемого без возможностибокового расширения заданным давлением.

В полевыхусловиях относительное набухание грунтов определяют путем замачивания их вопытном котловане или в основании опытного фундамента.

Призамачивании грунта в опытном котловане (размером не менее 10´´10м) определяют подъем поверхности дна котлована и слоев грунта с по­мощью марок,устанавливаемых по глубине через 1-1,5 м. Для ускорения процесса набухания грунта устраиваютдренажные скважины диаметром 100-200 мм, заполненные щебнем илигравием,расположенные на рассто­янии 2-3 м одна от другой.

Дляопределения относительного набухания в пределах сжимаемой то­лщи под опытнымифундаментами размером не менее 1´1 м устанавлива­ются глубинные марки через 0,6-1м. Давление по подошве опытных фундаментов составляет от 0,1 МПа(1 кгс/см2)до 0,2МПа (2 кгс/см2).

2.44. Данные исследований песчаных ипылевато-глинистых грунтов должны содержать сведения о наличии примесиорганических веществ. По относительному содержанию органического вещества песчаные и пы­левато-глинистыегрунты подразделяются согласно табл. 15.

Таблица 15

Грунты

Относительное содержание органического вещества

Песчаные с примесью органического вещества

Пылевато-глинистые с примесью органического вещества

Относительноесодержание органических веществ в грунте определяет­ся как отношение их массы вобразце грунта,высушенного при температуре 100-105°С, кмассе образца.

2.45. Среди крупнообломочных,песчаных и пылевато-глинистых грунтов должны выделяться засоленные грунты, вкоторых суммарное содержание легкорастворимых и среднерастворимых солей неменее величин,указанных в табл. 16.

Таблица 16

 

Разновидности засоленных грунтов

Минимальное суммарное содержание легко- и среднерастворимых солей, % массы абсолютно сухого грунта

Засоленный крупнообломочный:

 

при содержании песчаного заполнителя менее 40 % или пылевато-глинис­того менее 30 %

2

при содержании песчаного заполнителя 40 % и более

0,5

при содержании пылевато-глинистого заполнителя 30 % и более

5

Засоленный песчаный

0,5

Засоленный пылевато-глинистый

5

Примечание. К легкорастворимым солямотносятся:хлориды NaCl, KCl, CaCl2,MgCl2; бикарбонаты NaHCO3, Ca(HCO3)2,Mg(HCO3)2; карбонат натрия Na2CO3; сульфаты магния и натрия MgSO4, Na2SO4. К среднераство­римым солям относятсягипс CaSO4×2H2O.

Засоленныегрунты следует выделять в особую группу, так как они придлительном замачивании способны давать суффозионную осадку вследст­виевыщелачивания солей.

2.46. Подгруппа биогенных грунтоввключает следующие типы грунтов: сапропели, заторфованные грунты и торфы.

Сапропель -пресноводный ил,образовавшийся при саморазложении органических (преимущественно растительных)остатков на дне застойных водоемов (озер) и содержащий более 10 % по массеорганических веществ;имеет коэффициент пористости, как правило, более 3, показатель текучести более 1.

Поотносительному содержанию органического вещества сапропели подразделяютсясогласно табл. 17.

Таблица 17

Вид сапропелей

Относительное содержание органического вещества

Минеральные

Среднеминеральные

Слабоминеральные

Заторфованныегрунты - песчаные и пылевато-глинистые, содержащие в своемсоставе от 10 до 50 % по массе органических веществ. Типы этих грунтовустанавливают согласно табл. 4 и 11 после удаления органических веществ.

Поотносительному содержанию органического вещества заторфованные грунтыподразделяются согласно табл. 18.

Таблица 18

Вид заторфованных грунтов

Относительное содержание органического вещества

Слабозаторфованные

Среднезаторфованные

Сильнозаторфованные

Торф- органоминеральный грунт, образовавшийся в результате естес­твенного отмирания инеполного разложения болотных растений в условиях повышенной влажности принедостатке кислорода и содержащий 50 % и более органических веществ.

Торф постепени разложения органического вещества  подразделяетсясогласно табл. 19,а по степени зольности на нормально-зольные, если зольность менее 20 %;высокозольные,если зольность 20 % и более.

Таблица 19

Вид торфа

Степень разложения органического вещества, %

Слаборазложившиеся

Среднеразложившиеся

Сильноразложившиеся

Степеньразложения торфа - отношение массы бесструктурной (полно­стью разложившейся)части,включающей гуминовые кислоты и мелкие частицы негумифицированных остатковрастений к общей массе торфа.

Степеньзольности торфа - отношение массы минеральной части торфа ко всей его массе вабсолютно сухом состоянии.

Торфы поусловиям залегания подразделяются на открытые (низин­ные, верховые),погребенные и искусственно погребенные.

2.47. Искусственные нескальные грунты -уплотненные в природном залегании подразделяются на типы соответственно типамэтих грунтов до уплотнения. Виды этих грунтов выделяются по способу преобразованияприродного грунта (укатка, трамбование, виброуплотнение, электроосмос,осушение дренами и т.п.).

2.48. Искусственные насыпные и намывныегрунты включают типы от­сыпанных и намытых грунтов природного происхождения иотходов производственной и хозяйственной деятельности человека. Виды этихгрунтов выделяются по степени уплотнения от собственного веса: слежавшиеся- процесс уплотнения закончился; неслежавшиеся - процесс уплотнения продолжается.

Ориентировочныепериоды времени,необходимые для самоуплотнения насыпных грунтов от их собственного веса(процесс уплотнения зако­нчился), приведены в табл. 20.

Таблица 20

Насыпные грунты

Период времени, необходимый для самоуплотнения грунта, лет

Планомерно возведенные насыпи (при их уплотнения) из грунтов:

 

песчаных

0,5-2

пылевато-глинистых

2-5

Отвалы грунтов и отходов производства из:

 

песчаных грунтов

2-5

пылевато-глинистых грунтов

10-15

шлаков, формовочной земли

2-5

золы, колошниковой пыли

5-10

Свалки грунтов и отходов производств из:

 

песчаных грунтов, шлаков

5-10

пылевато-глинистых грунтов

10-30

Насыпныегрунты дополнительно подразделяют по однородности сос­тава и сложения на:

планомерновозведенные насыпи (обратные засыпки) и подсыпки (по­душки). Характеризуютсяпрактически однородным составом, сложением и равномерной сжимаемостью;

отвалы грунтови отходов производств. Характеризуются практически однородным составом исложением,но имеют неравномерную плотность и сжимаемость;

свалки грунтов,отходов производств и бытовых отходов. Характеризуются неоднородным составом исложением,неравномерной плотностью и сжимаемостью, а также содержаниеморганических включений.

2.48. Грунты, имеющие отрицательнуютемпературу и содержащие в своем составе лед, относятся к мерзлымгрунтам,а если они находятся в условиях природного залегания в мерзлом состояниинепрерывно (без от­таивания) в течении многих (трех и более) лет - квечномерзлым.

2.50(2.10). Основными параметрами механическихсвойств грунтов,определяющими несущую способность оснований и их деформации, являютсяпрочностные и деформационные характеристики грунтов (угол внутреннего трения j,удельное сцепление с и модульдеформации грунтов Е,предел прочности на одноосное сжатие скальных грунтов Rc и т.п.). Допускаетсяприменять и другие параметры, характеризующие взаимоде­йствие фундаментов с грунтомоснований и установленные опытным путем (удельные силы пучения при промерзании,коэффициенты жесткости основания и пр.).

Примечание. Далее, за исключением специальнооговоренных случаев,под термином «характеристики грунтов» понимаются не только механические, но ифизические характеристики грунтов, а также упомянутые в настоящем пункте параметры.

Методы определения деформационных и

прочностных характеристик грунтов

2.51(2.11). Характеристики грунтовприродного сложения,а также искусственного происхождения должны определяться, как правило, наоснове их непосредственных испытаний в полевых или лабораторных условиях сучетом возможного изменения влажности грунтов в процессе строите­льства иэксплуатации сооружений.

2.52. Характеристики грунтов,необходимые для проектирования осно­ваний (модуль деформации Е, удельное сцепление с, угол внутреннего трения j),определяют,как правило,для природного состояния грунтов.

Припроектировании оснований, сложенных не полностью водонасыщенными (Sr<0,8) пылевато-глинистыми грунтами ипылеватыми песками,следует учитывать возможность снижения их прочностных и деформационныххарактеристик вследствие повышения влажности грунтов в процессе строительства иэксплуатации сооружения.

2.53. Для определения прочностныххарактеристик (jи с) грунтов, для которыхпрогнозируется повышение влажности, образцы грунтов предварительно насыщаются водой дозначений влажности,соответствующих прогнозу.

Приопределении модуля деформации в полевых условиях допускается проводитьиспытания грунта при природной влажности с последующей корректировкойполученного значения модуля деформации на основе ко­мпрессионных испытаний. Дляэтого проводятся параллельные компрессионные испытания грунта природнойвлажности и грунта,предварительно водонасыщенного до требуемого значения влажности. Полученный влабораторных опытах коэффициент снижения модуля деформации грунта при егодополнительном водонасыщении используется для корректировки полевых данных.

2.54. Наиболее достоверными методамиопределения деформационных характеристик нескольких грунтов являются полевые ихиспытания статическими нагрузками в шурфах, дудках или котлованах спомощью плоских горизонтальных штампов площадью 2500-5000 см2, атакже в скважинах или в массиве с помощью винтовой лопасти-штампа площадью 600см2,выполняемые в соответствии с действующим ГОСТом. При этом применительно крассматриваемым в Пособии методами расчета оснований по деформациям эталоннымметодом определения деформационных характеристик считаются указанные полевыеиспытания в шурфах,дудках или котлованах. Расчет модуля деформации грунтов по результатам их ис­пытанийс помощью плоского горизонтального штампа и винтовой лопас­ти-штампа проводитсяпо приведенным в действующем ГОСТе формулам.

2.55. Модули деформации песчаных ипылевато-глинистых грунтов, не обладающих резко выраженной анизотропией их свойствв горизонтальном и вертикальном направлениях, могут быть определены ихиспытани­ями с помощью прессиометров в скважинах и плоских вертикальных шта­мпов(лопастных прессиометров) в скважинах или массиве, выполняемыми всоответствии с действующим ГОСТом с последующей корректировкой получаемых опытныхданных. Корректировка этих данных должна осу­ществляться путем их сопоставленияс результатами параллельно проводи­мых эталонных испытаний того же грунта спомощью плоских горизонта­льных штампов площадью 2500-5000 см2, апри затруднительности проведения последних (больше глубины испытаний,водонасыщенные грунты) - с результатами испытаний винтовой лопастью-штампомплощадью 600 см2.

Указанныепараллельные испытания обязательны при исследованиях грунтов для строительствазданий и сооружений I класса.Для зданий и со­оружений II-IIIклассов допускается корректировать результаты испытаний грунтов прессиометрамиили плоскими вертикальными штампами с помощью эмпирических коэффициентов,назначаемых в соответствии с указаниями действующего ГОСТа.

2.56. Модули деформации песчаных ипылевато-глинистых грунтов могут быть определены методом статическогозондирования,выполняемым в соответствии с действующим ГОСТом, на основе сопоставленияданных зондирования с результатами испытаний тех же грунтов штампами,указанными в п. 2.54. Проведение сопоставительных испытаний обязательно длязданий и сооружений I иII классов. Для зданийи сооружений III классадопускается определять модуль деформации только по данным статическогозондирования в зависимости от удельного сопротивления грунта под наконечникомзонда qc, используя зависимости:

для печатныхгрунтов E=3qc; для суглинков и глин E=7qc.

2.57. Модули деформации песчаныхгрунтов (кроме пылеватых водонасыщенных) могут быть определены методомдинамического зондирова­ния, выполняемым в соответствии с действующим ГОСТом, наоснове сопоставления данных зондирования с результатами испытаний тех жегрунтов штампами,указанными в п. 2.54. Проведение сопоставительных испытаний обязательно длязданий и сооружений I иII классов. Для зданийи сооружений III классадопускается определять модуль деформации песчаных грунтов при глубине ихзалегания до 6 м только по данным динамического зондирования в зависимости отусловного динамического сопротивления грунта погружению зонда qd, используя табл. 21.

Таблица 21

 

Вид песков

Значение модулей деформации Е, МПа (кгс/см2),

при qd, МПа (кгс/см2), равном

 

2(20)

3,5(35)

7(70)

11(110)

14(140)

17,5(175)

Крупные и средней крупности

18(180)

24(240)

37(370)

47(470)

53(530)

58(580)

Мелкие

13(130)

19(190)

29(290)

35(350)

40(400)

45(450)

Пылеватые (кро­ме водонасыще­нных)

8(80)

13(130)

22(220)

28(280)

32(320)

35(350)

2.58. Для зданий и сооружений II и III классов допускается определятьмодули деформации пылевато-глинистых грунтов лабораторными метода­ми (вкомпрессионных приборах или приборах трехосного сжатия), выпо­лняемыми всоответствии с действующими ГОСТами с последующей кор­ректировкой получаемыхопытных данных. Корректировка этих данных до­лжна осуществляться путем ихсопоставления с результатами параллельно проводимых сопоставительных испытанийтого же грунта штампами, как это указано в п. 2.54.

Сопоставительныеиспытания обязательны при исследованиях грунтов для строительства зданий исооружений II класса.Для зданий и сооружений IIIкласса при определении по результатам компрессионных испытаний модулейдеформации пылевато-глинистых грунтов с показателем текучестидопускается использовать коэффициенты,приведенные в табл. 22 и полученные в результате статической обработки резу­льтатовмассовых испытаний аллювиальных, делювиальных, озерных и озерно-аллювиальных четвертичных глинистыхгрунтов в компрессионных приборах и штампами. При использовании этих коэффициентовзначение модуля деформации по компрессионным испытаниям следует определять в интерваледавлений 0,1-0,2 МПа(1-2 кгс/см2).

Таблица 22

 

Вид грунта

Значения коэффициентов при

коэффициенте пористости е, равном

 

0,45

0,55

0,65

0,75

0,85

0,95

1,05

Супеси

4

4

3,5

3

2

-

-

Суглинки

5

5

4,5

4

3

2,5

2

Глины

-

-

6

6

5,5

5

4,5

Примечание. Для промежуточных значений е допускается определять коэффициентпо интерполяции.

2.59. Наиболее достоверным методомопределения прочностных хара­ктеристик нескальных грунтов являются полевыеиспытания на срез целиков в шурфах или котлованах, выполняемые всоответствии с действующим ГОСТом. Этот метод является эталонным применительнок рассматриваемым в Пособии методам Расчета оснований по несущей способности.

2.60. Для зданий и сооруженийнезависимо от их класса для определения расчетного сопротивления грунтаоснования значения удельного сцепления сII и угла внутреннеготрения jII могут быть получены путем испы­танийгрунтов лабораторными методами (в срезных приборах или приборах трехосногосжатия),выполняемыми в соответствии с действующими ГОСТами.

Для зданий исооружений I классаприменительно к расчетам оснований по несущей способности получаемыелабораторными методами значения удельного сцепления сIи угла внутреннего трения jI должны уточнятьсяпутем их сопоставления со значениями прочностных характерис­тик,получаемыми по результатам параллельных полевых испытаний на срез целиковгрунта.

2.61. При определении лабораторнымиметодами прочностных характеристик крупнообломочных грунтов необходимоиспользовать срезные приборы и приборы трехосного сжатия, позволяющие испытывать образцы, укоторых отношение диаметра к максимальному размеру крупнообломочных включенийболее 5.

2.62. Прочностные характеристикипылевато-глинистых грунтов с показателем текучести,для которых подготовка целиков для полевых испытаний или отбор образцов длялабораторных испытаний затрудните­льны, могут быть определеныполевым методом вращательного среза в скважинах или в массиве,выполняемым в соответствии с требованиями действующего ГОСТа.

2.63. Прочностные характеристикипесчаных и пылевато-глинистых грунтов могут быть определены методомстатического зондирования, вы­полняемым в соответствии с действующим ГОСТом, наоснове сопоставления данных зондирования с результатами испытаний тех же грунтовна срез указанными в пп. 2.59 и 2.60 методами. Проведение сопоставительныхиспытаний обязательно для зданий и сооружений I и II классов примените­льно к расчетам оснований по деформациям. Востальных случаях допускается определять угол внутреннего трения песчаныхгрунтов крупных,средней крупности и мелких, а также удельное сцепление и угол внутреннего трениячетвертичных пылевато-глинистых грунтов только по данным статическогозондирования в зависимости от удельного сопротивления под наконечником зонда qc, используя таблицы 23 и 24.

Таблица 23

 

qc, МПа (кгс/см2)

Значения угла внутреннего трения песчаных грунтов j, град, при глубине зондирования, м

 

2

5 и долее

1,5 (15)

28

26

3 (30)

30

28

5 (50)

32

30

8 (80)

34

32

12 (120)

36

34

18 (180)

38

36

26 (260)

40

38

Таблица 24

 

qc, МПа (кгс/см2)

Значение прочностных характеристик

пылевато-глинистых грунтов

 

удельное сцепление с, кПа (кгс/см2)

угол внутреннего трения j, град

0,5 (5)

18 (0,18)

16

1,0 (10)

24 (0,24)

17

1,5 (15)

30 (0,30)

18

2,0 (20)

36 (0,36)

19

2,5 (25)

41 (0,41)

20

3,0 (30)

47 (0,47)

22

3,5 (35)

53 (0,53)

23

4,0 (40)

58 (0,58)

24

4,5 (45)

64 (0,64)

25

5,0 (50)

70 (0,70)

26

5,5 (50)

76 (0,76)

27

6,0 (60)

82 (0,82)

28

2.64. Угол внутреннего трения песчаных грунтов (кромепылеватых водонасыщенных) может быть определен методом динамического зондирования,выполняемым в соответствии с действующим ГОСТом, на основе сопоставленияданных зондирования с результатами испытания тех же грунтов на срез,указанными в пп. 2.59 и 2.60 методами. Проведение сопо­ставительных испытанийобязательно для зданий и сооружений I и IIклассов применительно к расчетам оснований по несущей способности и для зданийи сооружений I классаприменительно к расчетам по деформациям. В остальных случаях допускаетсяопределять угол внутреннего трения песчаных грунтов только по даннымстатического зондирования в зависимости от условного динамическогосопротивления грунта погружению зонда qd,используя табл. 25.

Таблица 25

qd, МПа

Значения угла внутреннего трения j, град, для песков

(кгс/см2)

крупных и средней крупности

мелких

пылевых

2 (20)

30

28

26

3,5 (35)

33

30

28

7 (70)

36

33

30

11 (110)

38

35

32

14 (140)

40

37

34

17,5 (175)

41

38

35

2.65. Для зданий и сооружений II и III классов допускается определять прочностные характеристикипесчаных и пылевато-глинистых грунтов полевыми методами поступательного икольцевого среза в скважинах, выполняемыми в соответствии с действующим ГОСТом, споследующей корректировкой опытных данных. Корректировка этих данных должнаосуществляться путем их сопоставления с результатами испытаний тех же грунтовна срез указанными в пп. 2.59 и 2.60 методами. Сопоставительные испытанияобязательны при исследовании грунтов для строительства зданий и сооружений II класса.

2.66. Временное сопротивление приодноосном сжатии скальных грун­тов устанавливают в соответствии с действующимиГОСТом.

2.67. При определении характеристикгрунтов,обладающих специфическими свойствами (просадочные, набухающие,биогенные и т.п.),следует учитывать дополнительные требования, изложенные в Пособии.

2.68(2.12). Нормативные и расчетныезначения характеристик грунтов устанавливаются на основе статистическойобработки результатов испытаний по методике, изложенной в ГОСТ20522-75.

2.69(2.13). Все расчеты основанийдолжны выполняться с использованием расчетных значений характеристик грунтов Х, определяемых по фор­муле

                                                          (8)

где- нормативное значение данной характеристики;

- коэффициент надежности по грунту.

Коэффициентнадежности по грунтупри вычислении расчетных значений прочностных характеристик(удельного сцепления с, углавнутреннего трения jнескальных грунтов и предела прочности на одноосное сжатие скальных грунтов Rc, а также плотности грунта r) устанавливается в зависимости от изменчивости этиххарактеристик,числа определений и значения доверительной вероятности a.

Для прочиххарактеристик грунта допускается принимать.

Примечание. Расчетное значение удельного веса грунта определяетсяумножением расчетного значения плотности грунта на ускорение свободногопадения.

2.70(2.14). Доверительная вероятность a расчетных значений характеристик грунтовпринимается при расчетах оснований по несущей способности a= 0,95, подеформациям a = 0,85.

Доверительностьвероятность a для расчета основанийопор мостов и труб под насыпями принимается согласно указаниям п. 124. При соответс­твующемобосновании для зданий и сооружений I класса допускается принимать большую доверительную вероятностьрасчетных значений ха­рактеристик грунтов, но не выше 0,99.

2.71(2.15). Количество определенийхарактеристик грунтов, необходимое для вычисления их нормативных и расчетныхзначений,должно устанавливаться в зависимости от степени неоднородности грунтов основания,требуемой точности вычисления характеристики и класса здания и сооружения иуказываться в программе исследований.

Количествоодноименных частных определений для каждого выделенного на площадкеинженерно-геологического элемента должно быть не менее шести. При определениимодуля деформации по результатам испытаний грунтов в полевых условиях штампомдопускается ограничиться результатами трех испытаний (или двух, еслиони отклоняются от среднего не более чем на 25 %).

2.72(2.16). Для предварительныхрасчетов оснований,а также для око­нчательных расчетов оснований зданий и сооружений II и III классов и опор воздушных линийэлектропередачи и связи независимо от их класса допускается определятьнормативные и расчетные значения прочностных и деформационных характеристикгрунтов по их физическим характерис­тикам.

Примечания: 1. Нормативное значениеугла внутреннего трения jn,удельного сцепления сп имодуля деформации Е допускаетсяпринимать по табл. 1-3 рекомендуемого приложения 1. Расчетные значения характеристикв этом случае принимаются при следующих значениях коэффицие­нта надежности погрунту:

в расчетахоснований по деформациям;

в расчетах оснований по несущей способности для удельного сцепления -;

для угла внутреннего трения песчаных грунтов -;

для угла внутреннего трения пылевато-глинистых грунтов -.

2. Для отдельныхрайонов допускается вместо таблиц рекомендуемого прил. 1 пользоватьсясогласованными с Госстроем СССР таблицами харак­теристик грунтов,специфических для этих районов.

3. Значениямодулей деформации и прочностных характеристик грунтов, принимаемые по таблицамрекомендуется уточнять для зданий и соо­ружений II класса путем их сопоставления созначениями,определенными по результатам испытания грунтов штампами или испытаний на срез,указанными в пп. 2.54, 2.59 и 2.60 методами.

Нормативные значения прочностных и

деформационных характеристик грунтов

(приложение 1, рекомендуемое)

2.73(1 прил. 1). Характеристики грунтов,приведенные в табл. 26-28 (1-3 прил. 1) допускается использовать в расчетахоснований сооружений в со­ответствии с указаниями п. 2.72(2.16).

2.74(2 прил. 1). Характеристикипесчаных грунтов в табл. 26 (1 прил. 1) относятся к кварцевым пескам с зернамиразличной окатанности, содержащими не более 20 % полевого шпата и не более 5 %в сумме различных смесей (слюда, глауконит и пр.), включая органическоевещество,независимо от степени влажности грунтов Sr.

2.75(3 прил. 1). Характеристикипылевато-глинистых грунтов в табл. 27-28 (2-3 прил. 1) относятся к грунтам,содержащим не более 5 % органичес­кого вещества и имеющим степень влажности Sr ³ 0,8.

2.76.(4 прил. 1). Для грунтов спромежуточными значениями е, противуказанных в таблицах 26-28 (1-3 прил. 1), допускается определятьзначения сп, jп и Е по интерполяции.

Если значения е, IL и Sr грунтоввыходят за пределы,предусмотренные табл. 26-28 (1-3 прил. 1), характеристики сп, jп и Е следуетопределять по данным непосредственных испытаний этих грунтов.

Допускается взапас надежности принимать характеристики сп, jп и Е по соответствующим нижним пределам е, ILи Sr табл. 26-28 (1-3 прил. 1), еслигрунты имеют значение е, IL и Sr меньше этих нижних предельных значений.

2.77(5 прил. 1). Для определенийзначений сп, jп и Е по табл. 26-28 (1-3 прил. 1) используются нормативные значения е, IL и Sr (п.2.68(2.12)).

Таблица 26(1 прил. 1)

Нормативныезначения удельного сцепления сп, кПа(кгс/см2),

угла внутреннего трения jп, град, и модуля деформации Е, МПа(кгс/см2), песчаныхгрунтов четвертичных отложений

 

Наименование песчаных

грунтов

Обозна­чения характе­ристик

 

Характеристики грунтов при

коэффициенте пористости е, равном

 

грунтов

0,45

0,55

0,65

0,75

Гравелистые

сп

2(0,02)

1(0,01)

-

-

и крупные

jп

43

40

38

-

 

Е

50(500)

40 (400)

30(300)

-

Средней

сп

3(0,03)

2(0,02)

1(0,01)

-

крупности

jп

40

38

35

-

 

Е

50(500)

40 (400)

30(300)

-

Мелкие

сп

6(0,06)

4(0,04)

2(0,02)

-

 

jп

38

36

32

28

 

Е

48(480)

38 (380)

28(280)

18(180)

Пылеватые

сп

8(0,08)

6(0,06)

4(0,04)

2(0,02)

 

jп

36

34

30

26

 

Е

39(390)

28 (280)

18(180)

11(110)


Таблица 27 (2 прил. 1)

Нормативные значенияудельного сцепления сп, кПа(кгс/см2),

угла внутреннеготрения jп, град,пылевато-глинистых

нелессовыхгрунтов четвертичных отложений

Наименование грунтов и

Обозначения

Характеристики грунтов при коэффициенте пористости е, равном

пределы нормативных значений

их показателя текучести

характеристик грунтов

0,45

0,55

0,65

0,75

0,85

0,95

1,05

 

0 £ IL £ 0,25

сп

21(0,21)

17(0,17)

15(0,15)

13(0,13)

-

-

-

Супеси

 

jп

30

29

27

24

-

-

-

 

0,25 < IL £ 0,75

сп

19(0,19)

15(0,15)

13(0,13)

11(0,11)

9(0,09)

-

-

 

 

jп

28

26

24

21

18

-

-

 

0 £ IL £ 0,25

сп

47(0,47)

37(0,37)

31(0,31)

25(0,25)

22(0,22)

19(0,19)

-

 

 

jп

26

25

24

23

22

20

-

Суглинки

0,25 < IL £ 0,5

сп

39(0,39)

34(0,34)

28(0,28)

23(0,23)

18(0,18)

15(0,15)

-

 

 

jп

24

23

22

21

19

17

-

 

0,5 < IL £ 0,75

сп

-

-

25(0,25)

20(0,20)

16(0,16)

14(0,14)

12(0,12)

 

 

jп

-

-

19

18

16

14

12

 

0 £ IL £ 0,25

сп

-

81(0,81)

68(0,68)

54(0,54)

47(0,47)

41(0,41)

36(0,36)

 

 

jп

-

21

20

19

18

16

14

Глины

0,25 < IL £ 0,5

сп

-

-

57(0,57)

50(0,50)

43(0,43)

37(0,37)

32(0,32)

 

 

jп

-

-

18

17

16

14

11

 

0,5 < IL £ 0,75

сп

-

-

45(0,45)

41(0,41)

36(0,36)

33(0,33)

29(0,29)

 

 

jп

-

-

15

14

12

10

7

Таблица 28 (3прил. 1)

Нормативные значениямодуля деформации

пылевато-глинистыхнелессовых грунтов

 

Наименование грунтов и

Модуль деформации грунтов Е, МПа (кгс/см2), при коэффициенте пористости е, равном

Происхождение и

возраст грунтов

пределы нормативных

значений их показателя текучести

 

0,35

 

0,45

 

0,55

 

0,65

 

0,75

 

0,85

 

0,95

 

1,05

 

1,2

 

1,4

 

1,6

Чет-

Аллювиальные

Супеси

0 £ IL £ 0,75

-

32(320)

24(240)

16(160)

10(100)

7(70)

-

-

-

-

-

вер-

Делювиальные

Су-

0 £ IL £ 0,25

-

34(340)

27(270)

22(220)

17(170)

14(140)

11(110)

-

-

-

-

тич-

Озерные

глин-

0,25 < IL £ 0,5

-

32(320)

25(250)

19(190)

14(140)

11(110)

8(80)

-

-

-

-

ные

Озерно-

ки

0,5 < IL £ 0,75

-

-

-

17(170)

12(120)

8(80)

6(60)

5(50)

-

-

-

отло-

аллювиальные

 

0 £ IL £ 0,25

-

-

28(280)

24(240)

21(210)

18(180)

15(150)

12(120)

-

-

-

жения

 

Глины

0,25 < IL £ 0,5

-

-

-

21(210)

18(180)

15(150)

12(120)

9(90)

-

-

-

 

 

 

0,5 < IL £ 0,75

-

-

-

-

15(150)

12(120)

9(90)

7(70)

-

-

-

 

Флювио-

Супеси

0 £ IL £ 0,75

-

33(330)

24(240)

17(170)

11(110)

7(70)

-

-

-

-

-

 

гляциальные

Су-

0 £ IL £ 0,25

-

40(400)

33(330)

27(270)

21(210)

-

-

-

-

-

-

 

 

глин-

0,25 < IL £ 0,5

-

35(350)

28(280)

22(220)

17(170)

14(140)

-

-

-

-

-

 

 

ки

0,5 < IL £ 0,75

-

-

-

17(170)

13(130)

10(100)

7(70)

-

-

-

-

 

 

Моренные

Супеси

Суглин­ки

 

IL £ 0,5

 

75(750)

 

55(550)

 

45(450)

 

-

 

-

 

-

 

-

 

-

 

-

 

-

 

-

Юрские отложения

 

-0,25 £ IL £ 0

-

-

-

-

-

-

27(270)

25(250)

22(220)

-

-

оксфордского яруса

Глины

0 < IL £ 0,25

-

-

-

-

-

-

24(240)

22(220)

19(190)

15(150)

-

 

 

0,25 < IL £ 0,5

-

-

-

-

-

-

-

-

16(160)

12(120)

10(100)


Подземные воды

2.78. Подземные воды включают в себяводы зоны аэрации (почвен­ные, болотные, такыров, инфильтрующиеся, воды капиллярной каймы,верховодок,пленочные) и воды зоны насыщения (грунтовые, под- и межмерзлотные,надмерзлотные,межпластовые,трещинные,карстовые и т.д.). При строительном освоении территории и дальнейшей ее эксплуатациивоздействию техногенных факторов в основном подвергаются воды зоны аэрации игрунтовые воды и реже - ниже залегающие водоносные горизонты. При этом следуетучитывать развитие в данном районе таких неблагоприятных природных иинженерно-геологических процессов, как карст, оползание склонов, подземная суффозия и т.д.

Существенноеположение уровня или напора подземных вод и возмо­жность его изменения в периодстроительства и последующей эксплуатации возводимых зданий и сооружений влияютна выбор типа фундамента и его размеров, а также на выборводозащитных мероприятий и характер производства строительных работ.

При повышенииуровня или напора подземных вод и влажности снижаются и прочностныехарактеристики глинистых и биогенных грунтов ос­нований, возникает просадка илинабухание грунта,увеличивается степень морозной пучинистости и т.д. Все это может привести кдополните­льным деформациям, если здания и сооружения были запроектированы без учетаизменений водонасыщения грунтов оснований, как того требуютсуществующие нормативные документы.

При пониженииуровня или напора подземных вод могут также возникать дополнительные осадкипылевато-глинистых,биогенных и песчаных грунтов. Изменения уровня подземных вод часто ведут к формированиюили интенсификации инженерно-геологических процессов (карст, оползни,суффозия и т.д.).

2.79(2.17). При проектированииоснований должна учитываться возможность изменения гидрогеологических условийплощадки в процессе строительства и эксплуатации сооружения, аименно:

наличие иливозможность образования верховодки;

естественныесезонные и многолетние колебания уровня подземных вод;

возможноетехногенное изменение уровня подземных вод;

степеньагрессивности подземных вод по отношению к материалам подземных конструкций икоррозионную активность грунтов на основе данных инженерных изысканий с учетомтехнологических особенностей производства.

2.80. Проведение вертикальнойпланировки,разработка котлованов, траншей и т.д. и последующая эксплуатация зданий,сооружений и застроенной территории в целом (в том числе эксплуатация системводоснабжения и водоотведения) вызывают изменения гидрогеологических условий, чтонеобходимо учитывать при проведении инженерных изысканий и про­ектирования.

Застроеннаятерритория (населенный пункт или промышленное предп­риятие) являетсямногокомпонентной и динамичной системой, постоянно изменяющейсякак в процессе строительства и реконструкции зданий и сооружений, таки в процессе их эксплуатации. Поэтому выполнение количественных прогнозов,особенно долгосрочных (более одного года), из­менениегидрогеологических условий с необходимой точностью и надежностью, снеобходимым учетом трудно предсказуемых возможных изменений условий питания иразгрузки подземных вод (например, фильтрации утечек из коммуникаций и вод поверхностногостока,изменения есте­ственной дренированности территории и т.д.), внастоящее время,как пра­вило,является проблематичным. Поэтому выполняемые прогнозы, особенно для отдельныхзданий (сооружений),являются в основном оценочными, т.е. носят характер прогнозных оценок 1. Этообстоятельство усугу­бляется отсутствием на большинстве застроенных территорийпродолжительность наблюдений, причем для незастроенных территорий продолжительностьнаблюдений должна быть не менее года, а для застроенных - зна­чительно большей (3-5 и болеелет).

1 Прогнозная оценка - это прогнозбез выполнения верификации, т.е. когда определениеточности и достоверности прогноза невозможно или последние не отвечают требуемым.

2.81. При проектировании основанийотдельных зданий и сооружений учет изменений гидрогеологических условийплощадки строительства дол­жен проводиться на основе ранее выполненныхпрогнозных оценок для более значительных, чем рассматриваемаяплощадь,участков территории (например, для проектирования системы инженерной защиты от опасныхгеологических процессов), ограниченных реками, ручьями и др. Естестве­ннымиграницами,на которых принимаются соответствующие граничные условия. Гидрогеологическиеусловия конкретной площади (например, формирование режима подземных вод) зависит не только отфакторов,действующих непосредственно на данном участке территории. При отсутствии ранеевыполненных прогнозных оценок, последние для отдельного здания или комплексасооружений могут выполняться, учитывая незначительные объемы и малые сроки проведенияинженерных изысканий,методом конкретной аналогии на основе имеющегося опыта для условий (природных итехногенных) конкретного объекта - эталона строительства и эксплуатации, длякоторого исследуемый объект является аналогом, или методом обобщеннойаналогии по материалам, приведенным в пп. 2.98-2.104.

2.82. Для оценки возможностиобразования верховодки (в том числе техногенной), создания техногенныхгоризонтов подземных вод или техногенного изменения уровня подземных вод илитехногенного изменения уровня подземных вод (в том числе грунтовых), оценкиих температуры и химического состава, а также динамики влажности грунтов оснований (особеннопросадочных,набухающих,пучинистых и засоленных) необходимо на планируемых под застройку территорияхзаблаговременно создавать сеть стационарных пунктов гидрологических наблюдений(наблюда­тельных скважин и пунктов наблюдений за динамикой влажности),расположенную определенным образом с учетом природных и техногенных ус­ловий.

2.83. Для определения составагидрогеологических наблюдений и усло­вий размещения пунктов наблюдений следуетучитывать необходимость оценки:

формирования иразвития гидрогеологических процессов (подтопле­ния, карста,образования техногенных верховодок, суффозии, фильтрационного выпора, заболачивания и т.д.);

влиянияподземных вод на формирование и развитие геологических процессов (оползней,оседания поверхности земли, пучения, просадки, набухания и т.д.);

эффективностиработы водозаборов и дренажей;

загрязнения (втом числе теплового) и агрессивности подземных вод по отношению к материалу подземныхконструкций;

изменениясейсмичности участков застроенной или застраиваемой территории для еемикрорайонирования в связи с возможным изменением уровня подземных вод ивлажности грунтов;

действиярежимообразующих факторов (естественных и искусственных) в зависимости отприродных и техногенных условий;

связиповерхностных (в том числе вод поверхностного стока) и подземных вод;

величиныдополнительной инфильтрации, вызывающей подъем уровней подземных вод,образование техногенных верховодок и техногенных горизонтов.

Организация исистематическое проведение на застроенной территории стационарныхгидрологических наблюдений позволяет на основе осу­ществления постоянногоконтроля за изменениями режима подземных вод своевременно предупреждатьвозникновение и развитие неблагоприятных инженерно-геологических процессов.

2.84(2.18). Оценка возможных измененийуровня подземных вод на площадке строительства должна выполняться приинженерных изысканиях для зданий и сооружений I и II классов соответственно на срок 25 и 15 лет с учетом возможныхестественных сезонных и многолетних колебаний этого уровня п. 2.89(2.19), атакже степени потенциальной подтопляемости территории п. 2.94(2.20). Для зданийи сооружений III классауказанную оценку допускается не выполнять.

2.85. Для выполнения оценки возможныхизменений уровня подземных вод на строительной площадке необходимо учитывать, чтовновь возникающие режимообразующие факторы, изменяющие существующуюструктуру водного баланса территории, являются дополнительной техногенной нагрузкой нагеологическую среду,а возникающие неблагоприятные последствия - подтопление, карст,оползни и т.д. - это реакция среды на действие указанных факторов. Поэтомудостоверность выполняемых прогнозных оценок зависит прежде всего от того,насколько близко к дейс­твительности удается учесть возможные изменения техногеннойнагрузки (при строительстве и дальнейшей эксплуатации как отдельных зданий и со­оружений, таки всей застраиваемой и застроенной территории в целом).

2.86. Все режимообразующие факторыдолжны рассматриваться в зависимости от масштаба воздействия (потерриториальному признаку) на данную территорию (региональные и локальные), поусловиям питания и разгрузки подземных вод (пополнение или отбор), погенезису (естествен­ные или искусственные), по активности воздействияна формирование ги­дродинамической обстановки (активные и пассивные), похарактеру дейс­твия (случайные и детерминированные) (рис. 2). Кроме того,действие фа­кторов может различаться во времени (систематическое,периодическое и эпизодическое) и в пространстве (равномерное или неравномерное, спло­шноеили спорадическое).

 

 

Рис. 2. Общая схема режимообразующихфакторов

Региональныевнешние факторы (по отношению к рассматриваемой территории) ведут к пополнениюили отбору подземных вод и соответственно подъему или понижению их уровня. Впервом случае - это подпор подземных вод от хранилищ, массивов орошения,крупных каналов,промышленных предприятий с большим потреблением воды, находящихся за пределаминаселенного пункта (главным образом, вверх по потоку подзе­мных вод), от крупныхтехнологических накоплений, полей фильтрации и т.д.; во втором - этообразование воронок депрессии в результате работы крупных водозаборов подземныхвод,систем осушения шахтных полей, крупных карьеров, болот и т.д.

Региональныевнутренние факторы (действующие в пределах рассматриваемой застраиваемойтерритории) ведут к пополнению или отбору по­дземных вод и соответственноподъему или понижению их уровня. В первом случае - это подпор подземных вод отподтопляющих близлежащих ТЭЦ, промышленных предприятий с мокрым технологическимпроцессом,водоемов,инфильтрация утечек из крупных коллекторов системы ка­нализации,фильтрация воды из городской арычной сети (для южных горо­дов страны),создание зон намывных и насыпных грунтов, в которых накапливаютсяподземные воды (верховодка, грунтовые и др.) и т.д. Во втором - это образованиеворонок депрессии от действия отдельных городских во­дозаборов,дренажных систем,систем осушения тоннелей метро, снижения уровня в реках при их регулировании(углублении,спрямлении и про­чистке).

Локальныефакторы ведут к пополнению или отбору подземных вод и соответственно к подъемуили понижению их уровня. В первом случае - это подпор от барражирующегодействия заглубленных частей зданий и сооружений (в том числе от созданногосвайного поля,в пределах которого резко снижаются фильтрационные свойства грунтов), отучастков набе­режных,тоннелей,засыпанных оврагов,балок,от созданных отдельных участков насыпных и намывных грунтов,способствующих накоплению в них воды, инфильтрация утечек из водонесущих коммуникаций и водповерхностного стока из-за его нарушения (недостатки вертикальной планировки)или из-за недостаточно развитой сети дождевой канализации (в том числе в периодкатастрофических осадков), накопление воды в грунтах об­ратных засыпок (траншеи ипазухи котлованов). Во втором случае - это об­разование воронок депрессии отдействия одиночных водозаборных скважин и дрен (пластовой,кольцевой,линейной и т.д.).

2.87. В результате действиярежимообразующих факторов при освоении территории и последующей ее эксплуатациипроисходит коренное из­менение водного режима, часто приводящее квозникновению неблагоп­риятных последствий для зданий и сооружений -деформациям,подтоплению подземных помещений, коррозии подземных конструкций, коммуни­каций и т.д.Схема техногенных изменений водного режима и их последствий на застраиваемыхтерриториях приведена на рис. 3.

 

 

Рис. 3. Схема техногенных изменений водного режима

и их последствий на осваиваемых территориях

1 - факторы изменения режима; 2 - последствия изменения режима

2.88. Прогнозные оценки возможныхизменений уровня (напора) подземных вод на площадке строительства сроком на 25и 15 лет необходимо выполнять с учетом возможных изменений техногенных условий(застрой­ки и эксплуатации), характеристика которых должна быть отражена втехническом задании на производство изысканий. Указанные оценки выполняютсяизыскательской организацией совместно с проектной. Возможная достоверность и точностьпроведения оценки ограничивается полнотой и качеством исходного фактическогоматериала (в том числе по техногенным условиям). При проведении изысканий под отдельныездания и соо­ружения оценки носят, как правило, весьма приближенный характер. При этом невозможноучесть влияние на формирование режима подземных вод не только сопредельныхзастроенных участков,но и особенности условий (природных и техногенных) самой строительной площадки, таккак отсутствуют,как правило,стационарные наблюдения за подземными водами (при кратковременных изысканияхопределяются только установившийся уровень в скважине, химический состав итемпература воды на пе­риод проведения работ)

Пристроительстве ответственных зданий и сооружений для повышения достоверностипрогнозных оценок возможных изменений гидрогеологических условий необходиморасполагать длительными режимными наб­людениями для незастроенной территории(не менее года) за подземными водами на территории, значительно превышающейстроительную площад­ку, ограниченной реками, ручьями и т.д. (граничныеусловия),а также выполнить необходимый комплекс опытно-фильтрационных работ и иметьсоответствующие сроки производства инженерных изысканий, что должно бытьспециально отмечено в техническом задании заказчика. Однако значительнаянеопределенность величин возможных утечек из подзе­мных коммуникаций резкоснижает точность выполняемых оценок.

2.89(2.19). Оценка возможныхестественных сезонных и многолетних колебаний уровня подземных вод производитсяна основе данных многолетних режимных наблюдений по государственнойстационарной сети Мингео СССР с использованием краткосрочных наблюдений, втом числе разовых замеров уровня подземных вод, выполняемых при инженерныхизысканиях на площадке строительства.

2.90. При использовании материаловмноголетних наблюдений Мингео СССР следует иметь в виду, что последние получены, какправило,для естественного (ненарушенного или слабонарушенного) режима подземных вод.

2.91. Для оценки возможных измененийуровней подземных вод, а так­же для разработки проектов зданий и сооружений ипроизводства земляных работ необходимы следующие показатели естественного режима:

среднеемноголетнее положение уровня подземных вод;

максимальный иминимальный уровни подземных вод за период наб­людений;

многолетняяамплитуда колебаний подземных вод;

амплитудаотклонения максимального и минимального уровней от среднемноголетнего значения;

продолжительность(сроки) стояния высоких (весенних и летне-осен­них) подземных вод.

2.92. При наличии только краткосрочныхнаблюдений (в том числе разовых замеров уровня подземных вод,выполняемых при инженерных изы­сканиях на площадке строительства) дляприближенного определения указанных показателей естественного режима может бытьиспользована методика Мингео СССР.

2.93. На одной и той же застроеннойтерритории (населенный пункт илипромышленная площадка) могут существовать участки с естественным (ненарушеннымили слабонарушенным) и с искусственным режима­ми подземных вод, чтосвязано с особенностями действия вновь возника­ющих режимообразующих факторов [пп. 2.84(2.18)-2.86]. такая неоднородность врежиме подземных вод в значительной степени затрудняет прог­нозную оценкувозможных изменений режима и требует проведения соо­тветствующего районированиятерритории. Это позволяет проводить диф­ференцированную оценку потенциальнойподтопляемости.

Естественныйрежим подземных вод - режим подземных вод в целом (уровенный,температурный,химический,для грунтов - влажностный) или одной из его составляющих компонент (элементов), вкотором на рассматриваемой территории за расчетный период времени в результатедоминирующего преимущественного действия естественных режимообразующих факторов(совместно с искусственными или без них) качественно новых закономерностей невозникает,а могут меняться или не меняться главным образом количественные показатели(параметры),что характеризует только степень нарушенности этого режима.

Искусственныйрежим подземных вод - режим подземных вод в целом (уровенный,температурный,химический,для грунтов - влажностный) или одной из его составляющих компонент (элементов), вкотором на рассматриваемой территории за расчетный период времени в результатедоминирующего преимущественного действия искусственных режимообразующихфакторов (совместно с естественными или без них) возникают ка­чественно новыезакономерности.

Отсюда следует, чтона одной и той же площадке уровенный режим подземных вод может бытьискусственным,а температурный - естественным. На одной и той же ограниченной территории илиучастке закономе­рности естественного и искусственного режима могут проявлятьсяоднов­ременно (комбинированный режим) или последовательно (цикличный ре­жим).Возможно и одновременное проявление комбинированного и циклического режимов(комплексный режим).

Выделениеразличных режимов подземных вод на застраиваемых территориях необходимо дляоценки формирования конкретной гидродинамической обстановки и для повышениянадежности выполняемых прогно­зных оценок.

2.94(2.20). Степень потенциальнойподтопляемости территории должна оцениваться с учетом инженерно-геологических игидрогеологических условий площадки строительства и прилегающих территорий,конструкти­вных и технологических особенностей проектируемых и эксплуатируемыхсооружений,в том числе инженерных сетей.

2.95. Застраиваемые территории похарактеру (состоянию) их подтопления делятся на естественно и техногенноподтопленные (временно или постоянно) и неподтопленные, среди последнихвыделяются потенциально подтопляемые и потенциально неподтопляемые.

Подтопленныетерритории (естественно и техногенно) - это территории, на которых влажностьгрунтов или уровень подземных вод достигали или периодически (например сезонно)достигают критических (в зависимости от характера хозяйственного использованиятерритории) величин при которых отсутствуют необходимые условия строительстваили эксплу­атации как отдельных зданий и сооружений, так и территории в целом.Для создания этих условий на данной территории необходимо применение со­ответствующихзащитных мероприятий.

Процессформирования подтопления (строительного, в общем случаетехногенного) - это инженерно-геологический процесс, проявляющийся назастраиваемых или застроенных территориях в определенных природных условиях поддействием техногенных факторов (и частично естественных), при котором в результатенарушения водного режима за расчетный период времени происходит направленноеповышение влажности грунтов или уровня подземных вод (в том числе в результатесоздания техногенных верховодок и горизонтов грунтовых вод) достигающеекритических (предельных) величин, нарушающих необходимые условия строительства илиэксплуатации отдельных зданий и сооружений или участков осваивае­мой(освоенной) территории. Это происходит как в результате прямого во­здействия насооружения или территорию поднимающихся подземных вод или увеличивающейсявлажности грунта,так и косвенного - из-за проявле­ния или интенсификации при этом процессовосадки,набухания,просадки,оползания склонов,карста,пучения и т.д.,что приводит к деформациям грунтов оснований, а часто и самихсооружений еще задолго до непос­редственного подтопления отдельных сооружений итерритории в целом.

Приисследовании подтопления следует различать два периода времени:

в течениипервого поднимающийся уровень подземных вод или увеличивающаяся влажностьгрунтов практически еще не оказывают влияния на строительство или эксплуатациюсооружения и территории, т.е. не достигли критических значений (Нс или wс);

в течениивторого поднимающийся уровень подземных вод и увеличивающееся водонасыщениегрунтов оказывают интенсивное отрицательное по своим последствиям влияние настроительство или эксплуатацию соо­ружений и территорий (после достижениякритических значений (Нсили wс), т.е.после наступления подтопления).

Первый периодопределяется как расчетный ТРи принимается для Iкласса сооружений равным 25 годам, для IIкласса - 15 годам. Если за этот период уровень подземных вод или влажностьгрунта не достигнут значений Нсили wс, тотерриторию условию следует считать потенциально неподтопляемой и прогнознуюоценку потенциальной подтопляемости впоследствии необходимо будет повторить сучетом произошедших за этот период времени изменений природных и техногенных факторов.В этот период происходит в основном формирование явления подтопления.

Во второйпериод идет только дальнейшее развитие явления подтопления, ноэтот период является наиболее опасным. Он характеризуется, с од­нойстороны,проявлением опасных для сооружений и территории после­дствий подтопления, а сдругой - действием на застроенных или застраива­емых территориях различныхзащитных мероприятий.


Таблица 29

Внешние

Естественные

Искусственные (техногенные)

Активные

Пассивные

Активные

Пассивные

постоянные

сезонные

периодические

постоянные

сезонные

постоянные

эпизодические

периодические

постоянные

временные

1. Подпор от рек, естестве­нных водое­мов и болот

2. Приток гру­нтовых вод

1. Подпор от рек и естественных водое­мов в период паводка

2. Проявление закономерно­стей режима подземных вод

Подпор при цикличных по­дъемах грунтовых вод

1. Приуроче­нность к таким геоморфологичес­ким элементам, как поймы и частично долины рек

2. Общее опу­скание повер­хности земли данного реги­она

Инфильтра­ция атмосфе­рных осадков

Подпор от водохрани­лищ, искусственных водоемов, массивов орошения, полей филь­трации, каналов, круп­ных предп­риятий с «мокрым» технологи­ческим про­цессом

Подпор от водохранилищ, искусственных водоемов, кана­лов, предприя­тий при авари­йных ситуациях

Подбор водохранилищ, водоемов, крупных накопителей при их наполнении

1. Подпор от засыпанных или замытых крупных оврагов

2. Подпор от созданных намывных и насыпных территорий

3. Опускание поверхности земли при разработке полез­ных ископа­емых

Подпор от за­страиваемых сопредель­ных территорий, на которых формируется процесс подтопления

Внутренние

Естественные

Искусственные (техногенные)

Активные

Пассивные

Активные

Пассивные

постоянные

сезонные

периодические

постоянные

сезонные

постоянные

эпизодические

периодические

постоянные

временные

1. Подпор от рек, внутригородских ес­тественных водоемов

2. Приток гру­нтовых вод

1. Подпор от рек, внутригородских естественных водоемов, ру­чьев в период паводка

2. Проявление режима грунтовых вод

3. Переток из нижележаще­го горизонта (перетекание)

Подпор при цикличных по­дъемах грунтовых вод

1. Приуроче­нность к пой­мам

2. Низкая естественная дренирован­ность

3. Высокое расположе­ние региона­льного водоупора и уров­ня грунтовых вод

4. Низкая про­ницаемость грунтов

5. Развитие ге­ологических процессов - карста, ополз­ней и т.д.

1. Высокая ин­тенсивность инфильтрации атмосферных осадков

2. Замедленный сток поверхностных вод

Подпор от ТЭЦ, предп­риятий с мо­крым технологическим процессом, различных искусствен­ных водое­мов и технологических накопителей

1. Инфильтрация из городских арыков

2. Инфильтрация утечек из крупных канализационных коллекторов и магистральных трубопроводов

Подпор от различных технологических на­копителей при их наполнении

1. Подпор от засыпных или замытых оврагов и балок, от созданных намывных и насыпных территорий

2. Подпор от барражиру­ющего действия свайных полей

3. Конструктивные осо­бенности и состояние сетей водоподведения и водоотведения

1. Подпор от застраиваю­щихся сопредельных участков, на ко­торых формируется процесс подтопления

2. Подпор от крупных котлованов, заполненных водой

Таблица 30

Естественные (природные)

Искусственные (техногенные)

Активные

Пассивные

Активные

Пассивные

 

постоянные

 

сезонные

 

периодические

 

постоянные

 

сезонные

действующие

в период

строительства

действующие в период

эксплуатации

 

 

 

 

 

 

 

постоянные

эпизодические

 

1. Переток от нижележащего горизонта (пе­ретекание)

1. Сезонная кон­центрация паров воды в гру­нтах

2. Инфильтрация талых вод

3. Проявление закономернос­тей режима по­дземных вод

4. Конденсация влаги под зданиями и покрытиями

5. Конденсация и накопление влаги в грунтах обратных засыпок и планировочных подсыпок

Инфильтрация ливневых вод

1. Приуроченность к местным понижениям рельефа, ра­сположение участка на пой­ме

2. Наличие слабофильтрую­щих грунтов, плохопроницае­мых прослоек

3. Близкое расположение мес­тного водоупо­ра

4. Слабая расч­лененность ре­льефа

5. Наличие фи­льтрационно-анизотропных, просадочных, набухающих, пучинистых и засоленных гру­нтов

6. Развитие геологических про­цессов - карста, оползней и т.д.

Местный подпор от рек, ру­чьев в период половодий

1. Инфильтрация из котлованов и траншей

2. Инфильтрация поверхност­ных вод вследс­твие нарушения поверхностного стока, задержа­нного земляны­ми отвалами, проездами, на­сыпями

3. Инфильтрация утечек из временных водоводов

4. Накопление воды в обартных засыпках котлованов и траншей

1. Инфильтрация утечек из внутренних во­донесущих ком­муникаций, це­хов и т.д.

2. Инфильтрация утечек из внешних водонесущих коммуникаций

3. Инфильтрация из водое­мов, накопителей, гидрозолоотвалов

4. Подпор от на­бережных, выполненных без дренажа

5. Задержка по­верхностных и подземных вод зданиями и сооружениями (барражный эффект)

6. Нарушение стока поверхностных вод из-за отсутствия надлежащей вертикальной планировки или нару­шения естестве­нного рельефа

1. Инфильтрация аварийных утечек из водонесущих коммуникаций

1. Ликвидация естественных дрен

2. Отсутствие водостоков вдоль дорог и проездов, отсутствие или недостаточ­ность дождевой канализации

3. Снижение величины испарения всле­дствие покрытия поверх­ности асфальтом, зданиями и сооружени­ями

4. Наличие за­глубленных помещений и сооружений, не допускающих их затопления и увла­жнения

5. Конструкти­вные особенности подземных частей зданий и соо­ружений (нап­ример, харак­тер прокладки подземных во­донесущих ко­ммуникаций), характер заст­ройки территории

6. Наличие на­сыпных и намывных грунтов

7. Развитие и активизация инженерно-геологических процессов

8. Недоучет природных условий при проектирова­нии, отсутствие необходи­мого качества строительства и эксплуатации как отде­льных сооружений, так и целых участков территории


2.96. Техногенное повышение уровня илинапора подземных вод или повышение влажности грунтов определяется действиемфакторов подтопления:

активных -непосредственно вызывающих подтопление (например, инфильтрация утечек илиповерхностных вод);

пассивных - невызывающих подтопления непосредственно, но способ­ствующих еговозникновению и развитию (например, нарушение поверхностного стока, гидрогеологическиеусловия и т.п.).

Систематизацияфакторов подтопления приведена в п. 2.86.

Классификациярегиональных факторов подтопления, характер их дейс­твия во времени приведены в табл. 29, алокальных - в табл. 30.

Основнымифакторами подтопления являются: при строительстве - изменение условий поверхностногостока при вертикальной планировке, за­сыпке естественных дрен, производстве земляныхработ;длительный разрыв между выполнением земляных работ и строительными работами(закладкой фундаментов, прокладкой коммуникаций и т.п.); при эксплуатации -инфильтрация утечек производственных вод (носящих, как правило,случайный характер),уменьшение испарения под зданиями и покрытиями, полив зеленых насаждений,инфильтрация вод поверхностного стока, нарушение условийподземного стока и т.п.

Основнымиприродными условиями возникновения процесса строите­льного подтопления являются:наличие плохопроницаемых грунтов и про­слоек, относительно близкоерасположение подземных вод и водоупора и низкая дренированность территории.

2.97. Потенциально подтопляемыетерритории - это такие территории (незастроенные или застроенные), накоторых за расчетный срок п. 2.84 (2.18) возможно (с той или иной вероятностьюи при соответствующих природных и техногенных условиях) в результате ихстроительного освоения или влажности грунтов до величин, вызывающих нарушениянормаль­ных условий эксплуатации зданий и сооружений или территории в целом. Наподтопляемых территориях приходные статьи водного баланса преобладают надрасходными.

Потенциальнонеподтопляемыми территориями являются такие, на которых вследствиеблагоприятных природных условий (наличие хорошо проницаемых грунтов большоймощности и относительно низкого положения подземных вод, высокой дренированности)и благоприятных техногенных условий (отсутствие или незначительные утечки изкоммуникаций,отсутствие существенных нарушений условий формирования поверхност­ного стока иего перевода в подземный, незначительный барраж подземных вод подземнымисооружениями,наличие соответствующих констру­кций подземных частей зданий,применение дренажей или других защитных мероприятий) заметного повышениявлажности грунтов оснований и повышения уровня подземных вод не происходит, а еслионо и происходит,что за расчетный период времени не достигает критических значений, т.е.не отражается на условиях строительства и эксплуатации зданий, соо­ружений, атакже территории в целом.

2.98. При оценки потенциальнойподтопляемости следует учитывать , что повышение уровня или влажности грунтов можетпроисходить как на промышленных площадках, застроенных предприятиямис «мокрым» технологическим процессом, так и на площадках с «сухим» технологическим процессом(например,элеваторы,мукомольные заводы,предприятия электронной промышленности и т.д.).

При «мокром»технологическом процессе основными источниками подтопления являются искусственные, при«сухом» - главным образом, естественные источники.

В связи с этимследует различать группы предприятий по количеству потребляемой ими воды, откоторого зависит объем возможных утечек. Классификация промышленных предприятийпо удельному расходу (пот­реблению, включающему водоснабжение и водоотведение) воды приведе­нав табл. 31. Определение классификационной группы по табл. 31 может бытьприближенно проведено и для городской застройки на основе оценкисоответствующих удельных расходов воды.

Таблица 31

Классифика­ционная группа предприятия

Удельный расход вод, м3/сут на 1 га занимаемой предприятием площади

 

Отрасль промышленности

А

15000-80000 и более

Целлюлозно-бумажная, энергети­ческая, частично металлургичес­кая

Б

15000-5000

Химическая, нефтехимическая, металлургическая, горно-обога­тительные фабрики и комбинаты

В

5000-500

Машиностроительная, станкостроительная, трубопрокатные заводы, частично пищевая

Г

500-50

Текстильная, легкая, стройматериалов, пищевая и др.

Д

< 50

Элеваторы, мукомольные заводы, хлебоприемные пункты, ме­лькомбинаты и т.п.

2.99. Потенциальная подтопляемостьтерритории (возможная способность застроенной территории быть подтопленной зарасчетный период времени по действием техногенных факторов в результатеувеличения влажности грунтов и подъема уровня подземных вод до величины, нарушающейнормальные условия строительства и эксплуатации сооружений) находится в прямойзависимости от ее природных условий. В связи с этим в результате обобщенияимеющихся материалов по подтопленным застроенным территориям выделены шестьосновных типовых схем природных условий территорий, в основе которых лежаттиповые литологические разрезы (геолого-литологические комплексы), вразличной степени подтвержденные подтоплению (табл. 32).

Таблица 32

схемы природ­ных условий

Типовые литологические разрезы

Тол­щина слоя, м

Глубина залега­ния подземных вод, м

Гидрологические зоны увлажнения и их географическая приуроченность

1

Слой 1 - лессовидные суглинки и су­песи просадочные, фильтрационно-аназотронные

Слой 2 - (водоупор) - глины, песчаники, ар­гиллиты, известняки и др.

До 25

15-25

Зона переменного увлажнения (Сред­нерусская возвышенность, Уфимс­кое плато, долина р. Дон, Украина, Степной Крым, Азово-Черноморс­кая полоса, Западная Сибирь

2

Слой 1 - супеси, суглинки, пески флювиогляциаль­ные

Слой 2 - (водоупор относительный) - глины и суглинки моренные)

До 15

До 10

Зона избыточного увлажнения (цент­ральные и северо-западные районы европейской части СССР, Белорусская ССР)

3

Слой 1 - суглинки или супеси покро­вные малой мощности

Слой 2 - (водоу­пор) - глины набухающие

1-5

Более 15

Зона недостаточного и частично переменного увла­жнения (Среднее и Нижнее Поволжье, Приволжская низменность, Северный Кавказ)

4

Слой 1 - суглинки, супеси, пески пылеватые, мелкие, крупные, галечники

Слой 2 - (водоу­пор) - коренные породы различного возраста

До 10

5-10

Зона переменного увлажнения (цент­ральные районы европейской части СССР, западный и восточный склоны Урала, Восточная Сибирь)

5

Слой 1 - суглинки и супеси просадочные и засоленные (гипс)

Слой 2 - (водоупор относительный) - щебень, дресва с глинистым и песчаным заполнителем

До 15

15-20

Зона недостаточного увлажнения (Узбекская ССР)

6

Слой 1 - суглинки лессовидные просадочные (слоем большой мощности)

Более 15

30-50

Зона недостаточного увлажнения (Таджикская ССР)

2.100. Наиболее подтопляемыми являютсятерритории,сложенные слабопроницаемыми, фильтрационно-анизотропными, просадочными грунтами, атакже застроенные сооружениями или предприятиями, потре­бляющими большоеколичество воды. Скорость повышения уровня подзе­мных вод, втом числе грунтовых,в первые 10 лет на таких территориях может достигать 0,5-1 м и более в год.Наименее подтопляемыми являются территории с глубоким залеганием грунтовых вод,сложенные хорошо проницаемыми грунтами и застроенные предприятиями с сухимтехнологическим процессом - здесь скорость подъема подземных вод не превышает 0,1 м вгод.

2.101. В зависимости от сочетания схемыприродных условий с группой предприятий по количеству потребляемой воды всетерритории промышленных предприятий по потенциальной подтопляемости разделяютна четыре типа (табл. 33).

Наибольшуювероятность значительного повышения уровня подземных вод или образования новоготехногенного водоносного горизонта сле­дует ожидать на территориях I и II типов, например, натерритории с близким залеганием водоупора, сложенной просадочнымигрунтами,при отсутствии естественных дрен и с проектируемой застройкой предприятиямихимической,металлургической или энергетической промышленности (ТЭЦ), потребляющими большоеколичество воды. При этом следует учитывать существующее или возможноепонижение уровня подземных вод под действием водозаборных скважин или дренажей.По табл. 33 для различных природных и техногенных условий определяютсявозможные (наиболее вероятные) скорости подъема грунтовых вод.


Таблица 33

Тип

Схема

Группа предприятий

Скорость подъема подземных вод

подтопляемости

природных

условий

по количеству потребляемой воды

за первые 10 лет, м/год

от 10 до 15 лет,

м/год

от 15 до 20 лет,

м/год

от 20 до 25 лет,

м/год

 

1

А, Б, В

 

~ 0,3-0,6

I

2

А, Б

0,5-1 и более

0,25-0,5

0,2-0,4

0,15-0,30

 

3

А, Б

 

 

 

 

 

1

Г, А

 

 

 

 

II

2

В

0,3-0,5

0,1-0,2

0,1-0,15

0,08-0,13

 

4

А, Б

 

 

 

 

 

5

А, Б

 

~ 0,18-0,30

 

1

Д3

 

 

 

 

 

2

Г, Д1, Д2, Д3

 

0,03-0,1

0,025-0,08

0,02-0,06

III

3

В, Г, Д1, Д2, Д3

0,1-0,3

 

 

 

 

4

В, Г, Д1

 

 

 

 

 

5

В

 

 

~ 0,06-0,18

 

6

А, Б

 

 

 

 

4

Д2, Д3

 

0,025

0,02

0,01

IV

5

Г, Д1, Д2, Д3

0,1

~ 0,06

 

6

В, Г, Д1, Д2, Д3

 

 

Примечание. Дляпредприятий с малыми расходами воды (группа Д) учтена относительная площадьраспространения грунтов с нарушенной структурой, обладающих более высокойфильтрационной способностью (относительная площадь планировочной подсыпки), ивыделены подгруп­пы Д1 - территория с относительной площадьюподсыпки от 25 до 50 %; Д2 - от 10 до 25 %; Д3 - от 10 до10 %.


2.102. Оценка потенциальнойподтопляемости территории производит­ся на основании использования критерияпотенциальной подтопляемости Р

                                                   (9)

где- уровень подземных вод до начала подтопления,определяемый по данным инженерных изысканий, м; отсчет ведется от поверхностиземли;

- величина возможного (прогнозного) подъема подземных вод, м, вданной точке с координатамии в момент време­ни t (определяется на основефильтрационных расчетов в соответс­твии с «Рекомендациями по прогнозуподтопления промышленных площадок грунтовыми водами» (ВОДГЕО,ПНИИИС,1976) по данным имеющегося аналога или по табл. 33);

- величина дополнительного инфильтрационного питания или вданном случае техногенная нагрузка, м/сутна 1 м2 территории, определяется (ориентировочно) на основе стационарныхрежимных наблюдений (основной способ) или по аналогии; в большинстве случаевносит случайный характер;

- критический подтопляющий уровень подземных вод, м,отсчет ведется от поверхности земли.

При и (- период времени, в течении которого наступает) территория является потенциально неподтопляемой.

2.103. За критический подтопляющийуровень подземных вод принимается такое его положение (существующее иливозможное) в рассматриваемом пункте территории и в заданный момент времени, прикотором возникает:

а) подтоплениезаглубленных помещений, сооружений и коммуникаций и затопление котлованов итраншей при строительстве;

б) обводнениегрунтов оснований в активной зоне, ведущее к снижению прочностных и  деформационных свойств грунтов,осадками,просад­ками,набуханию грунтов оснований и т.д.;

в)интенсификация существующих или возникновение новых инженерно-геологическихпроцессов (оползни,карст,пучение и т.д.);

г) коррозияметалла и бетона подземных сооружений и конструкций;

д) засолениегрунтов (в том числе вторичное), вызывающее гибель растений;

е) ухудшениесанитарных условий,требующее поддержания необходи­мой влажности в подвальных и заглубленныхпомещениях и т.д.

Таким образом,величинахарактеризует требования объекта к подземным водам с точкизрения создания условий, необходимых для его но­рмальной эксплуатации. Величинауказывается проектной организацией в техническом задании наизыскания на основании позиций «а», «г»-«е». Позиция «б» устанавливается изыскательской ипроектными организациями совместно, а «в» - изыскательской. При заданной величинев некоторых случаях дополнительно следует учитывать и эффективнуювысоту капиллярного поднятия.

2.104. Степень потенциальной подтопляемости(интенсивности возмо­жного подтопления территории) удобно определять временем  достиже­ния уровняподземных вод критических значений при их подъеме, исходя из выражения (9) ипринимая в нем Р =1. При этом будемиметь:

                                                  (10)

При известномвыражении(решение конкретной фильтрационной задачи) методомпоследовательных приближений из зависимости (10) определяется время ,при котором подъем уровня достигает критических значений.

Прииспользовании данных табл. 33, из которых определяется скорость подъема,величина находится из выражения

                                                    (11)

Далееопределяется степень потенциальной подтопляемости.

Для I класса сооружений перваястепень потенциальной подтопляемости (наиболее опасная) - подтоплениепроисходит через 5 и менее лет, вторая степень - через 10, третья - через 15,четвертая - через 20 и пятая - через 25 лет; для II класса сооружений - только первые тристепени потенциальной подтопляемости.

2.105. При двухстадийном проектированииоценка выполняется на стадии составления проекта. При проектировании комплексазданий и соору­жений прогнозные оценки потенциальной подтопляемости выполняютсяв две стадии:первая - качественная, вторая (при специальном обосновании) - количественная.

Качественнаяоценка (п. 2.81) выполняется методом аналогии и основывается на сравненииусловий застраиваемой площадки с данными по конкретным подтопленнымучасткам-эталонам с аналогичными инженер­но-геологическими игидрогеологическими условиями и характером застройки (техногенными условиями).При этом принимается величина рассчитанного максимального уровня подземных вод.

При отсутствиинадлежащего конкретного эталона или невозможности определения средней скоростиподъема уровня подземных вод качественная оценка производится в соответствии суказаниями п. 2.101 (табл. 33) на основе сравнения природных условийзастраиваемой площадки с типовы­ми схемами (табл. 32), а также характеристикипроектируемого сооружения по количеству потребляемой воды на 1 га площади(табл. 31).

При этомследует учитывать возможные естественные колебания уров­ня на основе данныхМингео СССР (Мингео союзных республик).

Качественнаяоценка потенциальной подтопляемости при проведении инженерно-геологическихизысканий под отдельные здания массового строительства является окончательной ииспользуется проектной организацией для принятия решений о мероприятиях поборьбе с подтоплением.

При проведенииоценок потенциальной подтопляемости под отдельные здания и сооруженияцелесообразным является выявление действую­щих факторов подтопления (локальныхи региональных,главным образом,внутренних),а также установление характерного режима подземных вод на данной площадке (пп.2.87,2.93) и прилегающих территориях, что во многих случаях может быть выполнено простымобследованием территории с учетом конструктивных и технологических особенностейпроектиру­емых и эксплуатируемых зданий и сооружений, в том числе водонесущихкоммуникаций.

2.106(2.21). Для ответственныхсооружений при соответствующем обосновании выполняется количественный прогнозизменения уровня по­дземных вод с учетом техногенных факторов на основеспециальных комп­лексных исследований, включающих как минимумгодовой цикл стациона­рных наблюдений за режимом подземных вод. В случае необходимостидля выполнения указанных исследований, помимо изыскательскойорганизации,должны привлекаться в качестве исполнителей специализирован­ные проектные илинаучно-исследовательские институты.

2.107. Для выполнения количественнойпрогнозной оценки подтопляе­мости должна быть заблаговременно созданастационарная гидрогеологическая сеть (сеть наблюдательных скважин,пунктов наблюдений за динамикой влажности, балансовых площадок) ипроведен цикл наблюдений. Длительный цикл режимных наблюдений особенно важендля застроенной территории, продолжительность предпрогнозного цикла гидрогеологичес­кихнаблюдений которой определяется необходимостью выявления закономерностейформирования водного режима и характеристикой режимообразующих факторов; длятерритории,на которой уже начался подъем уровня (напора) подземных вод - необходимостьювыявления и характеристикой факторов подтопления (в том числе интенсивностидополнительной инфильтрации). Точность выполненной количественной оценки в зна­чительноймере определяется возможностью установления мест утечек, их интенсивностью исроками существования, а также возможностью учета их изменений запрогнозируемый период времени.

При отсутствиирежимных наблюдений указанной продолжительности допускается количественнуюоценку подтопления заменить качественной и использовать ее для проектированиязащитных мероприятий.

2.108. Количественная оценка возможногоповышения уровня поземных водвыполняется на основе аналитических расчетов, а всложных гидрогеологических и техногенных условиях - с применением моделирова­нияна ЭВМ и аналоговых устройствах. Оценки возможного повышения уровня подземныхводна различные моменты времени на основе аналитических расчетоввыполняются в соответствии с «Рекомендациями по прогнозу подтопленияпромышленных площадок грунтовыми водами» (ВОДГЕО, ПНИИИС. М.,1976),а на основе математического моделирования - в соответствии с «Рекомендациями пометодики оценки и прогноза гидрогеологических условий при подтоплении городскихтерриторий» (М.:Стройиздат,1983). Затем определяется критерий Ри степень потенциальной подтопляемости. Для неподтопляемых территорий уровеньподземных вод принимается постоянным и учитываются лишь его сезонные и многолетниеколебания.

2.109. Основой для производстваколичественной оценки изменения гидрогеологических условий является изучениегидродинамической обс­тановки застраиваемой и эксплуатируемой территории.

Подгидродинамической обстановкой (гидродинамическими условиями) территориипонимается возникающая в ее пределах (рассматриваемая область фильтрации) поддействием строительства и эксплуатации различных сооружений новая структураводного баланса,сочетание различных типов режимов подземных и особенно грунтовых вод и в итоге- совокупность изменяющихся во времени векторных полей уровней подземных вод,градиентов напора,фильтрационных сил и скоростей фильтрации при переменных во времени ипространстве краевых условиях. Оценка гидродинамических условий застраиваемыхтерритории проводится в следующей последовательности.

1. Сборматериалов изысканий прошлых лет, их систематизация и выполнение предварительнойтипизации. Проведение при необходимости до­полнительных полевых работ,окончательная типизация гидрогеологичес­ких (природных и техногенных) условий ипроведение соответствующего районирования территории. Рекомендуемая схемарайонирования населе­нного пункта по условиям застройки приведена в табл. 34.

Районированиепроводится в масштабах 1:25000, 1:10000, 1:5000 (в зависимости от размеров), отдельные площадки некартируются или рассматриваются в виде врезок более крупного масштаба (1:1000и 1:500).Кроме того,могут выделяться участки с различной плотностью водонесущих ко­ммуникаций(водопровод,хозяйственно-фекальная канализация, теплосети, дождевая канализация и др.) и различным удельным (на 1га) расходом воды,проходящим по соответствующим участкам коммуникаций, из которых возможныутечки с различной интенсивностью; при картировании выделяются и отдельные крупныеколлекторы,а также системы дренажей, водозаборов и т.д.

Принципиальнаясхема районирования территории по природным условиям, которая выполняется натопоснове,приведена в табл. 35. При про­ведении данного районирования предполагаетсяналичие ряда карт соответствующего масштаба: геоморфологической,инженерно-геологичес­кой, геолого-литологических комплексов,фильтрационных свойств грунтов, уровней подземных вод, водоупоров и слабопроницаемыхпрослоек,а также зон с различными значениям.


Таблица 34

Индекс

Функциональная зона

Индекс

Район

Индекс

Участок

Индекс

Площадка

I

Селитебная

А

Весьма старая застройка

а

1-2-этажная застройка; редкая сеть водопровода, дождевая и фекальная канализация, теплосеть отсутствует

1

Отдельные крупные здания (НИИ, универмаги, школы, вузы и др.) и сооружения (крытые рынки, стадионы, спортзалы, бассейны,

 

 

 

 

б

3-4-этажная застройка; имеется сеть водопровода; фекальная канализация и редкая теплосеть, дождевая канализация отсутствует

2

фонтаны и др.)

 

 

Б

Старая застройка

а

1-3-этажная застройка; имеется водопровод, фекальная канализация, теплоснабжение выборочное; дождевая канализация отсутствует; вдоль магистральных дорог - кюветы

3

Спецсооружения (набережные, подземные сооружения и др.)

 

 

 

 

б

4-5-этажная застройка; имеется водопровод, фекальная канализация, теплосети, дождевая канализация; выборочные, вдоль дорог кюветы

4

Городские площадки

 

 

В

Новая застройка

а

5-16-этажная застройка; микрорайоны; имеется густая сеть во­допроводов, фекальной канализации и теплоснабжения; дождевая канализация имеется то­лько на отдельных улицах; дороги имеют профиль

 

 

 

 

Г

Зеленые

а

Парки и скверы

1

Отдельные парки и огороды

 

 

 

насаждения

б

Сады и огороды

2

 

II

Промзона

А

Предприятия с мокрым

а

Металлургические и ТЭЦ

1

Отдельные крупные цехи или

 

 

 

технологическим процессом

б

Химические и нефтехимические

 

сооружения, градирни

 

 

Б

Предприятия

с сухим

технологическим

а

Элеваторы, мукомольные заводы, хлебоприемные пункты и т.д.

2

Технологические накопители и др.

 

 

 

процессом

б

Электронная и радиотехничес­кая промышленность

 

 

 

 

В

Предприятия с полусухим

технологическим

а

Машиностроительные, станкостроительные и трубопрокатные заводы

3

Территории занятые зелеными насаждениями

 

 

 

процессом

б

Текстильная и пищевая промы­шленность

 

 

III

Коммунально-складская

А

Торговые склады

а

Склады материально-техничес­кого снабжения сельхозтехники, Центросоюза, Госснаба и других ведомств

1

Отдельные складские помещения

 

 

 

 

б

Склады торговые, общетоварные и специализированные

 

 

 

 

 

 

в

Склады (базы) для хранения овощей и фруктов

2

3

Цеха

Корпуса и др.

 

 

 

Предприятия коммунального

а

Предприятия по использованию вторичного сырья

 

 

 

 

 

хозяйства

б

Фабрики-прачечные, химчистки, бани и др.

 

 

 

 

 

 

в

Предприятия по обслуживанию средств транспорта

 

 

Таблица 35

Индекс

Зона* (гидрографическая)

Индекс

Район (геомор­фологический элемент

Индекс

Подрайон**

(геолого-литографический разрез, комплекс

Индекс

Участок

(тип режима)

Индекс

Площадка

I

 

А

Пойма

а

Разрез

1

Естественный (водораз­дельный, прибрежный и т.д.)

П1

П2

П3

Часть территории участка, характеризующа­яся постоянными по

 

 

 

 

 

 

2

Слабонарушенный, естественный

П1

П2

П3

простиранию и в разрезе фильтрационными свойствами и

 

 

 

 

 

 

3

Искусственный

П1

П2

краевыми условиями

 

 

 

 

б

Разрез

1

2

3

 

 

 

 

 

 

 

в

Разрез

1

2

3

 

 

 

 

 

Б

Терраса

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

 

 

 

 

 

 

 

В

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

 

 

 

 

 

II

Междуречье

А

Пойма

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

 

 

 

 

 

*Часть территории города, расположенная между рекой и притоками 1, 2, 3 ит.д. порядка.

** Характеризуется также прочностными и деформационными свойс­твамигрунтов оснований.


Сочетаниетаксонов (табл. 34,35) позволяет на карте города выделить гидрогеологические элементы - участкитерриторий,для которых в дальне­йшем принимаются расчетные схемы, а также служат основаниемдля раз­мещения наблюдательных скважин.

На этом этаперешаются следующие основные задачи:

типизациягидродинамических условий (гидравлики потоков, их структуры,условий связи поверхностных и подземных вод, условия их залегания,питания и разгрузки,виды границ и типы граничных условий, типиза­ция полей гидродинамических потоков, атакже фильтрационного строения пластов);

изучение итипизация режимов подземных вод (в первую очередь гру­нтовых и вод зонынеполного насыщения,в том числе зоны аэрации);

выявление итипизация существующих и потенциальных факторов и источников измененийгидродинамических условий;

предварительныйвыбор расчетных схем.

2. Построениегеофильтрационных модели. На этом этапе решаются следующие основные задачи:

схематизациягидродинамической обстановки (определение размеров и конфигурация отдельныхобластей фильтрации,типы граничных условий, установление характера изменчивости фильтрационныхпараметров в выделенных границах областей фильтрации, проведение соответствующегорайонирования);

схематизациятехногенных условий (техногенной нагрузки) в виде различных по характерусоставляющих водного баланса, условий застройки и проведение соответствующегорайонирования;

выделениегидродинамических (гидрогеологических) элементов, сочетающихгидродинамические условия и техногенную нагрузку;

выборрасчетной схемы для каждого гидродинамического (гидрогеоло­гического) элементаи исходного уравнения (в зависимости от целесообразности применения в каждомконкретном случае гидродинамической или гидравлической теории движенияподземных вод и наличии исходных данных), граничных условий,особенно в области питания.

3. Выполнениепрогнозной оценки гидродинамической обстановки на данной территории проводитсяв зависимости от поставленной цели на ос­нове решений, полученных аналитическимметодом или с применением АВМ и ЭВМ; при этом необходимо оценивать не только возможностьподъема уровней (напора), но их снижение, т.е. дренированность(естест­венную и искусственную).

4. Выполнениепрогнозной оценки,возможности возникновения или интенсификации геологических процессов -неблагоприятных последствий изменения гидродинамической обстановки.

2.110. При проектировании основанийзданий и сооружений расчетный уровень () подземных вод (определяется проектной организацией)необходимо принимать на 0,5 м выше прогнозного на потенциально подтопляемыхтерриториях для микрорайонов новой застройки, реконструируемыхгородских территорий,отдельных зданий и сооружений массового строительства и на 0б75-1 м выше - дляответственных промышленных сооружений, уникальных гражданскихзданий и для специальных зданий и сооружений, имеющих техническиеподполья глубиной более 3 м.

Примеры оценки потенциальной подтопляемостизастраиваемой территории (участка).

Пример 1. Проектируется строительствопредприятия химической про­мышленности не площадке сложенной просадочнымисуглинками мощностью 12 м и подстилаемой юрскими глинами,м. Тип грунтовых условий по просадочности - первый. Грунтовыеводы,по данным изысканий,находятся на глубинем. Площадка расположена в зоне переменного увлажнения.Природные условия территории по табл. 32 относятся к схеме № 1.

Согласнозаданию на проектирование количество потребляемой предприятием воды составляет10000 м3/сутна 1 га площади,которую будет за­нимать предприятие. В соответствии с табл. 31 по количествупотребляемой воды предприятие относится к группе Б.

По табл. 33находим,что предприятие группы Б по природным условиям, соответствующим схеме 1(по табл. 32),относятся к типу I территориипо потенциальной подтопляемости, для которого вероятность подтопления значительная.Скорость подъемам/годза 10 лет им.

Отсюдаопределяем по зависимости (9) ,т.е. территории потенциально подтопляема, так как . По формуле (11) определяем лет.

Таким образом,территория предприятия относится ко второй степени по потенциальнойподтопляемости.

Пример 2. Проектируется строительствоэлеватора на площадке м. По данным изысканий, на стадии выбора площадки,природные условия соответствуют схеме № 6 (табл. 32). По количеству потребляе­мойводы (менее 50 м3/сутна 1 га) элеватор относится к группе Д (табл. 31).

По табл. 33определяем,что сочетание схемы природных условий с предприятием группы Д соответствует IV типу территории по ее потенциальнойподтопляемости,т.е. возможность подтопления ее минимальна. Скорость подъема грунтовых вод м/год, т.е.за 10 лет м.

Определяем позависимости (9) ,т.е. территория не является потенциально подтопляемой, так как .

По формуле(11) определим  лет. Таким образом, тер­риторияэлеватора по степени потенциальной подтопляемости ниже пятой ( лет), т.е.данную территорию следует считать условно потенциа­льно подтопляемой.

2.111(2.22). Если при прогнозируемомуровне подземных вод (пп. 2.84 (2.18)-2.106(2.21) возможно недопустимоеухудшение физико-механичес­ких свойств грунтов основания, развитие неблагоприятныхфизико-геоло­гических процессов, нарушение условий нормальной эксплуатации заглу­бленныхпомещений и т.п.,в проекте должны предусматриваться соответствующие защитные мероприятия, вчастности:

гидроизоляцияподземных конструкций;

мероприятия,ограничивающие подъем уровня подземных вод, исклю­чающие утечки изводонесущих коммуникаций и т.п. (дренаж, противофи­льтрационныезавесы,устройство специальных каналов для коммуникаций и т.д.);

мероприятия,препятствующие механической или химической суффозии грунтов (дренаж,шпунт,закрепление грунтов);

устройствостационарной сети наблюдательных скважин для контроля развития процессаподтопления,своевременного устранения утечек из во­донесущих коммуникаций и т.д.

Выбор одногоили комплекса указанных мероприятий должен проводиться на основетехнико-экономического анализа с учетом прогнозируе­мого уровня подземных вод,конструктивных и технологических особенностей, ответственности ирасчетного срока эксплуатации проектируемого сооружения, надежности и стоимостиводозащитных мероприятий и т.п.

2.112. При подъеме уровня подземных водмогут происходить дополнительные осадки грунтов оснований.

Подтоплениезастроенных территорий подземными водами ведет к водонасыщению грунтовоснований,ухудшению их деформационных характеристик и изменению напряженного состояниясжимаемой толщи основания.

Водонасыщениегрунтов при подъеме подземных вод может привести к дополнительным деформациямоснований,в том числе вследствие допо­лнительных осадок. Это происходит в случаях,когда здания или сооружения были запроектированы без учета полноговодонасыщения грунтов оснований, что независимо от подъема грунтовых вод требует существу­ющиенормативные документы.

Подъемподземных вод вызывает изменение напряженного состояния грунтов оснований вследствиегидростатического и гидродинамического взвешивания. При инфильтрации воды изпостоянно действующего источника утечек в грунтах оснований возникаютдополнительные вертикальные нормальные напряжения, величины которых связаныс динамикой продвижения фронта насыщения. Для зоны, расположенной нижеграницы фронта,эти напряжения являются эффективными и вызывают дополнительные осадки.

2.113. Осадка грунтов в связи сподъемом уровня подземных вод определяется методом послойного суммирования. Приэтом принимается,что на каждый расчетный момент времени осадка достигает конечной величи­ны.Поднимающийся уровень подземных вод в каждый момент времени разделяет сжимаемуюзону на два слоя (водонасыщенный и с естественной влажностью) с различнымидеформационными характеристиками, поэтому даже для однородного основания расчетдеформаций ведется как для двухслойного. При этом принимается, чтосжимаемая толща грунта равна глубине расположения водоупора или менее ее величины.

Расчетдеформации грунтов в процессе подъема уровня подземных вод ведется с учетомотносительно малых скоростей динамики их уровня (£ 1-1,5 м вгод) на основе использования метода смены стационарных по­ложений. В этомслучае в каждый выбранный момент времени положение уровня подземных вод условнопринимается установившимся и для него определяется конечная (стабилизированная)осадка.

В качествеосновной расчетной схемы принимается случай равномерно распределенной нагрузкибез возможности бокового расширения.

Последовательностьрасчета дополнительной осадки при подъеме уро­вня подземных вод следующая.

Длярассматриваемого сооружения строят эпюру сжимающих напряженийпо вертикали при первоначальном положении уровня подземныхвод ,т.е. до его подъема,и определяют размер сжимаемой зоны . Затем разбивают на элементарные слои с учетом литологичес­когостроения грунтов основания, размера самой и характера эпюры распределения напряжений от нагрузкисуществующего здания или соо­ружения, например,м.

Далее дляконкретных гидрогеологических условий участка расположе­ния сооружения, т.е.в заданной точке с координатами,на основе решения соответствующей фильтрационной задачи подъема уровня подзем­ныхводнаходят функцию. Задаваясь последовательно разли­чными величинами подъемаподземных вод(лучше кратными элементарным слоям от нижней границы ),определяют время подъема .Для каждого значениянаходят значениес учетом взвешивающего действия поднявшихся подземных вод,причем. При этом принимают, что поднимающийся уровеньгрунтовых вод как бы останавливается и вновь полученнаязаново разбивается на элементарные слои, нотаким образом,чтобы граница одного из слоев совпала с положением уровня подземных вод.

Затем длякаждого расчетного положения уровня грунтовых вод суммируют осадки слоев,расположенных ниже уровня подземных вод . На основе полученных расчетов строят график ,т.к. .

При подъемеуровня подземных вод под зданием и сооружением дейс­твуют силы, содной стороны,вызывающие дополнительные сжимающие напряжения в грунте основания, сдругой - снижающие их действие. Первая группа сил (на единицу площади) вызываетосадки грунтов. Это давление от веса здания и сооружения,от собственного веса грунта и от дополнительных сил.

Принимается, чток началу подъема уровня подземных вод осадки гру­нта с естественной влажностьюпод действием указанных сил уже произо­шли. Дополнительные силы - это силы,возникающие вследствие инфильтрации воды от источника (например,утечка их водонесущих коммуникаций или фильтрационные потери из различных водоемов), исилы,действие которых связано с образованием техногенных верховодок наплохопроницаемых прослойках. Они вызывают сжимающие напряжения в грунтах,залегающих ниже подошвы указанных прослоек.

Таблица 36

 

Грунты

Число пластичности

 

n

 

e

 

na*

 

mH

Глины

>0,17

0,4-0,6

0,67-1,5

0,005-0,05

0,005-0,01

Суглинки

0,07£ Ip <0,17

0,35-0,5

0,5-1

0,05-0,1

0,01-0,05

Супесь

0,01£ Ip <0,07

0,35-0,45

0,5-0,85

0,1-0,2

0,05-0,15

Пески пы­леватые

-

0,3-0,4

0,6-0,8

0,1-0,25

0,05-0,2

* na- активная пористость грунта.

Давление отдействия сил веса воды при инфильтрации определяется по зависимости

                                            (12)

где- недостаток насыщения (см. табл. 36);

- удельный вес воды, кН/м3;

- положение фронта замачивания, продвигающегося вниз отдействующего источника, м; определяется методом последовательных приближений поформуле

    (13)

здесь- коэффициент фильтрации, м/сут;

- капиллярный вакуум, м;

- напор в источнике, м.

При достижениифронта замачивания капиллярной каймы подземных вод.

Давление отдействия веса воды образовавшихся техногенных верховодок определяется позависимости

                                          (14)

где- положение уровня воды на верховодке на момент времени, t,м.

Значениеопределяется на основе соответствующих фильтрационныхрасчетов или может быть приближенно заменено средней величиной, т.е.. Значениеобычно не превышает 0,05 МПа.

Распределениенормальных напряжений ив группе оснований от дополнительных нагрузок веса воды иопределяются в зависимости от формы источника и верховодки вплане (прямоугольник,круг,полоса и т.д.) по тем же зависимостям, что и от давленияфундамента.

Вторая группасил снижает воздействие эффективных напряжений от первой группы. Это напряжениеот гидростатическогои гидродинамического взвешивания (действиемпоследнего пренебрегаем), которое () определяется по следующей зависимости

                          (15)

где- удельный вес частиц грунта;

- влажность грунта основания до его замачивания.

Значенияпри существующих скоростях подъема уровня грунтовых вод, какправило,невелики и ими часто можно пренебречь.

Расчетдеформаций производится для двух основных случаев:

присуществующих нагрузкахитолько за счет снижения модуля деформации грунтов при ихводонасыщении;

привозникающих дополнительных нагрузках (от действия техногенной верховодки иинфильтрующихся вод).

Необходимоиметь в виду,что в процессе строительства или непосредственно после его окончания идальнейшей эксплуатации сооружения до­полнительные напряжения ии соответственные им осадки могут возникнуть вне всякой связис поднимающимися подземными водами.

2.114. Проектирование предупредительных,постоянно действующих водозащитных мероприятий (дренажи, экраны,завесы,гидроизоляция и т.д.), а также стационарной сети наблюдательных скважин ипунктов наб­людений за динамикой влажности, выполняемых на основепроведенных оценок потенциальной подтопляемости, производится в соответствиис «Рекомендациями по проектированию и расчетам защитных сооружений и устройствот подтопления промышленных площадок грунтовыми водами» (ВНИИ ВОДГЕО,ПНИИИС,1977 г.),с учетом пп. 2.82,2.83,2.109.

2.115. Учитывая, что частные мероприятия,направленные на борьбу с подтоплением отдельных зданий и сооружений или толькоотдельных участков,малоэффективны,все защитные и предупредительные мероприятия необходимо объединять вкомплексную систему инженерной защиты территории города (предприятия),которая должна включать: общее водопонижение, организациюповерхностного стока,локальную защиту отдельных зданий и сооружений, создание надежной системыводоотведения,методы борьбы с утечками и т.д. При этом следует учитывать необходимостьпредупреждения не только подтопления, но и неблагоприятных его последствий.

2.116(2.23). Если подземные воды илипромышленные стоки агрессивны по отношению к материалам заглубленныхконструкций или могут по­высить коррозионную активность грунтов,должны предусматриваться ан­тикоррозионные мероприятия в соответствии стребованиями СНиП по проектированию защиты строительных конструкций от коррозии.

2.117(2.24). При проектированииоснований,фундаментов и других подземных конструкций ниже пьезометрического уровнянапорных подзе­мных вод необходимо учитывать давление подземных вод в котлованы,вспучивание дна котлована и всплытие сооружения.

2.118. Возможность прорыва напорнымиводами вышележащего слоя грунта, если в основании проектируемого сооружения залегают водоупо­рныеслои глины,суглинки или илы,подстилаемые слоем грунта с напорными водами, проверяется по условию

                                                      (16)

где - удельный вес воды;

- высота напора воды, отсчитываемая от подошвыпроверяемого водоупорного слоя до максимального уровня подземных вод;

- расчетное значение удельного веса грунта проверяемого слоя;

- расстояние от дна котлована или верха пола подвала доподошвы проверяемого слоя грунта.

Если условие(16) не удовлетворяется, необходимо предусматривать в проекте искусственноепонижение напора водоносного слоя (откачка или устройство самоизолирующихсяскважин). Искусственное снижение напора подземных вод должно быть предусмотренона срок,пока фундамент не приобретает достаточную прочность, обеспечивающую восприя­тиенагрузки от напора подземных вод, но не ранее окончания работ по обратной засыпке грунтав пазухи котлована.

2.119. При заглублении фундаментов нижепьезометрического уровня подземных вод следует учитывать, что возможны два случая:

заглубление вгрунт,подстилаемый водоносным слоем с напорными водами, когда возможен прорывгрунтов основания,подъем полов и т.п.;в этом случае следует предусматривать мероприятия, снижающие напор (например,откачку воды из скважины), или увеличивать пригрузку на залегающий в основаниигрунт;

заглубление вгрунт водоносного слоя, когда возможны размывы, рых­ление грунтов,коррозия и другие повреждения фундаментов; в этом случае кромеснижения напора может предусматриваться также закрепление грунтов.

При ожидаемомпонижении уровня подземных вод, например при работе дренажа, следует учитыватьвозникновение дополнительной осадки фундамента, которая происходитвследствие того,что из-за снятия взвеши­вающего действия воды в зоне между прежним и новымположением уро­вня подземных вод природное давление на все лежащие ниже слоигрунта возрастает,а также вследствие возможной механической суффозии грунта.

2.120. При проектировании оснований ивыборе способов производст­ва работ следует учитывать, что возможно появлениебольших осадков при применении открытого водоотлива, вызывающего вынос частицгрун­та из-под фундаментов, особенно, если верхняя часть основания сложена песками.

Следуетучитывать,что если под верхними слоями грунта лежит песча­ный грунт, топонижение уровня подземных вод в котловане открытым во­доотливом или методамиглубинного водопонижения может распространяться на большие расстояния,измеряемые десятками метров. Вследствие этого возможно появление осадоксоседних,уже существующих зданий и сооружений.

Для уменьшениявредных последствий открытого водоотлива или глубинного водопонижения впроектах оснований и производства работ дол­жны предусматриватьсясоответствующие мероприятия.

Глубина заложения фундаментов

2.121(2.25). Глубина заложенияфундаментов должна приниматься с учетом:

назначения иконструктивных особенностей проектируемого сооруже­ния, нагрузок и воздействий наего фундаменты;

глубинызаложения фундаментов примыкающих сооружений, а также глубины прокладкиинженерных коммуникаций;

существующегои проектируемого рельефа застраиваемой территории;

инженерно-геологическихусловий площадки строительства (физико-механических свойств грунтов,характера напластований, наличия слоев, склонных к скольжению,карманов выветривания, карстовых полостей и пр.);

гидрогеологическихусловий площадки и возможных их изменений в процессе строительства иэксплуатации сооружения пп. 2.79-2.117 (пп. 2.177-2.24);

возможногоразмыва грунта у опор сооружений, возводимых в руслах рек (опор мостов,переходов трубопроводов и т.п.);

глубинысезонного промерзания грунтов.

Выборрациональной глубины заложения фундаментов в зависимости от учета указанныхвыше условий рекомендуется выполнять на основе те­хнико-экономическогосравнения различных вариантов.

2.122(2.26). Нормативная глубинасезонного промерзания грунта принимается равной средней из ежегодныхмаксимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений запериод не менее 10 лет) на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровнеподземных вод,расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.

2.123. При использовании результатовнаблюдений за фактической глубиной промерзания следует учитывать, чтоона должна определяться не по глубине проникания в грунт температуры 0°С, а потемпературе,ха­рактеризующей согласно ГОСТ 25100-82 переход пластичномерзлого гру­нта втвердомерзлый грунт.

2.124(2.27). Нормативную глубинусезонного промерзания грунта ,м,при отсутствии данных многолетних наблюдений следует определять на основетеплотехнических расчетов. Для районов, где глубина промерзанияне превышает 2,,ее нормативное значение допускается определять по формуле

                                 (17(2))

где- безразмерный коэффициент, численно равный суммеабсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данномрайоне,принимаемый по СНиП по строительной климатологии и геофизике, апри отсутствии в них данных для конкретного пункта или района строительства -по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичныхусловиях с районом строительства;

- величина, принимаемая равной, м, для:суглинков и глин - 0,23,супесей,песков мелких и пылеватых - 0,28, песков гравелистых, крупных и среднейкрупности - 0,3;крупнообломочных - 0,34.

Значение  для грунтовнеоднородного сложения определяется как средневзвешенное в пределах глубиныпромерзания.

2.125. Значение  в формуле (17(2)) дляплощадок,сложенных неоднородными по глубине грунтами (при наличии нескольких слоев сразлич­ными значениями ),определяется как средневзвешенное по глубине слоя сезонного промерзания.

В первомприближении рекомендуется принимать значение норматив­ной глубины промерзания ,полученное по формуле (17(2)), исходя из предположения, что весьсезоннопромерзающий слой сложен грунтом одного вида, имеющим коэффициент . Значение ,принимаемое как среднее из величин ,используется для уточнения нормативной глубины промерзания и средневзвешенного значения  с учетом фактическойтолщины каждого слоя грунта.

Пример определения средневзвешенногозначения . Необходимо на­йти нормативную глубину промерзания наплощадке,сложенной следую­щими грунтами. С поверхности залегает слой супеси толщиной м (м),далее следует слой суглинка толщиной м ( м),подстилаемый крупнообломочным грунтом (м). Сумма аб­солютных значений среднемесячных отрицательныхтемператур в данном районе равна 64°С ().

Предположим, чтослой сезонного промерзания сложен одним грунтом с м. Тогда нормативная глубина промерзания по формуле (17(2))равна:м. В этом случае толщина нижнего слоя, которую следует учестьпри определении средневзвешенного значения ,равна:м. При этом  м. С учетом м нормативная глубина промерзания составит:  м,т.е. будет уточнена всего на 0,02 м, поэтому дальне­йший расчет методом приближения можно невыполнять.

2.126. При определении нормативнойглубины сезонного промерзания грунта по формуле (17(2)) сумму абсолютныхзначений среднемесячных отрицательных температур наружного воздуха следует приниматьпо СНиП 2.01.01-82.

2.127. В условиях сезоннопромерзающихгрунтов,представленных суг­линками и глинами, величину  допускается определятьпо схематичес­кой карте (рис. 4), на которой даны изолинии нормативных глубин проме­рзанияэтих грунтов при м. При определении нормативной глубины промерзания грунтовдругих разновидностей найденную по карте величину  следует умножать наотношение ,где  соответствует грунтамданной строительной площадки.

В случаерасхождения значений ,определяемых по карте и по фор­муле (17(2)), в расчет следуетпринимать значение,найденное по формуле.

 

 

Рис. 4. Схематическая карта нормативныхглубин промерзания суглинков и глин (изолинии нормативных глубин промерзания, обозначенные пунктиром,даны для малоисследованных районов)

2.128. Предел применимости формулы(17(2)),равный 2,,принят преимущественно для районов Восточной и Западной Сибири,поскольку для них недостаточно данных наблюдений за фактической глубинойпромерзания грунтов на опытных площадках. Кроме того, формулу (17(2)) и карту(см. рис. 4) не рекомендуется применять для горных районов, гдере­зко изменяются рельеф местности, инженерно-геологические и климатические условия.Фактическая глубина промерзания для этих районов обы­чно больше, чемопределяемая по карте или по формуле (17(2)).

Нормативнаяглубина промерзания грунта в горных районах, как и в районах, где м,должна определяться теплотехническим расчетом в соответствии с требованиямиСНиП по проектированию оснований и фундаментов на вечномерзлых грунтах.

2.129(2.28). Расчетная глубинасезонного промерзания грунта ,м,определяется по формуле

                                                     (18(3))

где - нормативная глубина промерзания, определяемая по пп. 2.122(2.26) и п. 2.124(2.27);

- коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения,принимаемый:для наружных фундаментов отапливаемых сооружений - по табл. 37(1); длянаружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений - =1,1,кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой.

Примечание. В районах с отрицательной среднегодовой температуройрасчетная глубина промерзания грунта для неотапливаемых сооруже­ний должнаопределяться теплотехническим расчетом в соответствии с требованиями СНиП попроектированию оснований и фундаментов на ве­чномерзлых грунтах.

Расчетнаяглубина промерзания должна определяться теплотехничес­ким расчетом и в случаеприменения постоянной теплозащиты основания, а также если тепловойрежим проектируемого сооружения может су­щественно влиять на температуругрунтов (холодильники, котельные и т.п.).

Таблица 37(1)

 

Особенности

сооружения

Коэффициентпри расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещении, примыкающем к наружным фундаментам, °С

 

0

5

10

15

20 и более

Без подвала с полами, устраиваемыми:

 

 

 

 

 

по грунту

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

на лагах по грунту

1

0,9

0,8

0,7

0,6

по утепленному цокольному перекрытию

1

1

0,9

0,8

0,7

С подвалом или техническим подпольем

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

Примечания: 1. Приведенные в таблице37(1) значения коэффициента относятся к фундаментам, у которых расстояние отвнешней грани стены до края фундамента м;если м,значения коэффицие­нта  повышаются на 0,1, ноне более чем до значения =1;при проме­жуточном размере  значения коэффициента  определяются по инте­рполяции.

2. Кпомещениям,примыкающим к наружным фундаментам, относятся подвалы и технические подполья, апри их отсутствии - помещения первого этажа.

3. При промежуточных значениях температуры воздуха коэффициент  принимается сокруглением до ближайшего меньшего значения, указанного в табл. 37(1).

2.130. Расчетнаяглубина промерзания грунта определяется по формуле (18(3)) только для зданий исооружений массового жилищно-гражданс­кого и промышленного строительства.Формулой нельзя пользоваться для определения расчетной глубины промерзаниягрунтов основания открытых распределительных устройств электроподстанций, отдельныхопор ли­ний электропередачи и контактных сетей, а также зданий исооружений,оказывающих большое тепловое влияние на температурный режим грунтов в основаниифундаментов (горячих цехов, котельных, теплиц, холоди­льников и т.п.).

В случаеприменения теплозащиты основания или сильного вливания на температуру грунтовтехнологического режима проектируемого соо­ружения расчетная глубинапромерзания должна определяться теплотехническим расчетом.

2.131. При выборе по табл. (37(1))коэффициента ,зависящего от те­мпературы воздуха в помещении, следует учитывать, чтотемпература в подвале и технических подпольях может быть ниже температуры помещенийпервого этажа и быть различной в отдельных частях подвала.

Значениятемпературы в помещениях принимаются согласно требованиям СНиП или другихнормативных документов по проектированию соответствующих зданий и сооружений.

Таблицей 37(1)допускается пользоваться при выборе значений и для зданий с нерегулярным отоплением, например,промышленных,с од­носменной работой. В этом случае за расчетную температуру воздуха дляопределения коэффициента принимается ее среднесуточное значение ,определяемое по формуле

                                           (19)

гдеи- среднее значение расчетной температуры воздуха в здании вотапливаемые и неотапливаемые периоды суток;

и- число часов в сутки, соответствующеетемпературам воздуха  и.

2.132(2.29). Глубина заложенияфундаментов отапливаемых сооружений по условиям недопущения морозного пучениягрунтов основания до­лжна назначаться:

а) длянаружных фундаментов (от уровня планировки) по табл. 38(2);

б) длявнутренних фундаментов - независимо от расчетной глубины промерзания грунтов.

Глубинузаложения наружных фундаментов допускается назначать независимо от расчетнойглубины промерзания,если:

фундаментыопираются на пески мелкие, и специальными исследованиями на данной площадкеустановлено,что они не имеют пучинистых свойств, а также в случаях, когда специальнымиисследованиями и расчетами установлено, что деформации грунтов основанияпри их промерзании и оттаивании не нарушают эксплуатационную пригодность сооружения;

предусмотреныспециальные теплотехнические мероприятия, исключающие промерзаниегрунтов.

Таблица 38(2)

 

Грунты под подошвой

фундамента

Глубина заложения фундаментов в зависимости от глубины расположения уровня подземных вод , м, при

 

Скальные, крупнообломочные с песчаным заполнителем, пески гравелистые, круп­ные и средней крупности

Не зависит от

Не зависит от

Пески мелкие и пылеватые

Не менее

Не зависит от

Супеси с показателем текучести

Не менее

Не зависит от

Супеси с показателем текучести

Не менее

Не менее

Суглинки, глины, а также кру­пнообломочные грунты с пылевато-глинистым заполнителем при показателе текучести грунта или заполнителя

Не менее

Не менее

Суглинки, глины, а также кру­пнообломочные грунты с пылевато-глинистым заполнителем при показателе текучести грунта или заполнителя

Не менее

Не менее 0,5

Примечания: 1. В случаях когдаглубина заложения фундаментов не зависит от расчетной глубины промерзания ,соответствующие грунты, указанные в настоящей таблице, должны залегать доглубины не менее нормативной глубины промерзания .

2. Положение уровня подземных вод должно приниматься с учетом указанийпп. 2.79(2.17)-2.106(2.21).

2.133. Основания, подвергающиеся сезонномупромерзанию-протаи­ванию, должны проектироваться с учетом морозного пучениягрунтов,заключающегося в том,что влажные тонкодисперсные грунты при проме­рзании способны деформироваться -увеличиваться в объеме вследствие перехода воды в лед и образования ледяныхлинз,прослойков и т.п. При последующем оттаивании в этих грунтах происходит обратныйпроцесс,сопровождающийся их разуплотнением, осадкой и снижением несущей способности.

Морозноепучение выражается,как правило,в неравномерном поднятии промерзающегося грунта, причем напряжения идеформации,возникающие в процессе пучения, оказывают существенные воздействия на фу­ндаменты иназемные конструкции сооружений.

2.134. При назначении глубины заложенияфундаментов исходя из условий возможного воздействия морозного пучениягрунтов  на эксплуата­ционную надежностьсооружений,следует учитывать большое влияние на интенсивность этого процесса такихфакторов,как зерновой состав и плот­ность грунта, его влажность и глубиназалегания подземных вод, температурный режим в период промерзания, атакже нагрузка,передаваемая на фундамент. В зависимости от указанных факторов все грунтыподразделя­ются на пучинистые и непучинистые.

При влажностигрунтов выше расчетного значения к пучинистым относятся все глинистые грунты,пески мелкие и пылеватые, а также крупно­обломочные грунты с пылевато-глинистымзаполнителем.

2.135. Пучинистые грунтыхарактеризуются:

величиной(деформацией) морозного пучения ,представляющей высоту поднятия поверхности слоя промерзающего грунта;

относительнымпучением,определяемым по формуле

                                                          (20)

где - слой промерзающего грунта, подверженного морозномупучению.


Таблица 39

Наименование грунтов

Значение параметра  для грунта

и пределы нормативных

значений числа пластичности

практически непучинистого

слабопучинистого

среднепучинистого

сильнопучинистого

чрезмерно пучинистого

1. Супесь

< 0,14

0,14 - 0,49

0,49 - 0,0,98

0,98 - 1,69

> 1,69

2. Супесь

< 0,09

0,09 - 0,3

0,3 - 0,6

0,6 - 1,03

> 1.03

3. Суглинок

< 0,1

0,1 - 0,35

0,35 - 0,71

0,71 - 1,22

> 1,22

4. Суглинок

< 0,08

0 08 - 0,27

0,27 - 0,54

0,54 - 0,93

> 0,93

5. Суглинок

< 0,07

0,07 - 0,23

0,23 - 0,46

0,46 - 0,79

> 0,79

6. Глина

< 0,12

0,12 - 0,43

0,43 - 0,86

0,86 - 1,47

> 1,47

Примечания: 1. Значение рассчитывается по формуле (21), в которой плотностьсухого грунта принята равной 1,5 т/м3; прииной плотности грунта расчетное значение умножается на отношение ,где - плотность сухого исследуемого грунта, т/м3.

2. В грунтах,перечисленных в поз. 2, 4 и 5 содержание пылеватых частиц размером 0,05-0,005мм составляет более 50 % по массе.


2.136. По степени морозоопасности всепучинистые грунты подразделяются па пять групп, приведенных в табл. 39.Принадлежность глинистого грунта к одной из групп оценивается параметром ,определяемым по формуле

             (21)

где- влажности в пределах слоя промерзающего грунта, соответствующиеприродной,на границах раскатывания и текучес­ти, доли единицы;

- расчетная критическая влажность, ниже значения которойпрекращается перераспределение влаги в промерзающем грунте, долиединицы,определяется по графику рис. 5;

- безразмерный коэффициент, численно равный при открытойповерхности промерзающего грунта абсолютному значению среднезимней температурывоздуха;определяется так же,как и коэффициент [см.п. 2.124(2.27)].

 

 

Рис. 5. Значение критической влажностив зависимости от числа пластичности  и границы текучестигрунта

Пример. Определять степеньморозоопасности суглинка в г. Загорске Московской обл., имеющего следующиеводно-физические характеристикит/м3и коэффициент.

По графикурис. 5 определим критическую влажность. При  и ;по формуле (21) рассчитаем  . С учетом  т/м3, .

Согласноданным табл. 39 исследуемый суглинок является среднепучи­нистым грунтом.

2.137. Сильнопучинистыми считаютсяпылевато-глинистые грунты (суглинки, супеси, глины) со степенью влажности ,или уровень подземных вод которых расположен у границы сезонного промерзания грунта.

Крупнообломочныегрунты с песчаным заполнителем, а также пески гравелистые, крупные и средние, несодержащие пылевато-глинистых фракций, относятся к непучинистымгрунтам при любом положении уро­вня подземных вод; при водонасыщении вусловиях замкнутого объема эти грунты относятся к группе слабопучинистых.

Пучинистыесвойства крупнообломочных грунтов и песков, содержащихпылевато-глинистые фракции, а также супесей при  определяются черезпоказатель дисперсности. Эти грунты относятся к непучи­нистым при,к пучинистым - при. Для слабопучинистых грунтов показательизменяется от 1 до 5 (). Значение определяется по формуле

                                                         (22)

где- коэффициент, равный 1,85´10-4 см2;

- коэффициент пористости;

- средний диаметр частиц грунта, см, определяемый по формуле

                          (23)

где- процентное содержание отдельных фракций грунта, долиединицы;

- средний диаметр частиц отдельных фракций, см.

Диаметрыотдельных фракций определяются по их минимальным размерам,умноженным на коэффициент 1,4. За расчетный диаметр последней тонкой фракциипринимается ее максимальный размер, деленный на коэффициент 1,4.

Пример. Определить степеньморозостойкости природного кварцевого песка г. Надыма, коэффициент пористости ,гранулометрический состав приведен в табл. 40.

Таблица 40

Размер частиц отдельных фракций, мм

< 0,1

< 0,05

< 0,005

Количество частиц, %

10

3

0

Всоответствии с рекомендациями п. 2.137 определим средний размер частицотдельных фракций

мм;                                       

мм;                                

мм.                                     

По формуле(23) рассчитываем средний диаметр песка

см.

Показательдисперсности согласно формуле (22) составит при  ;при .

По расчетунадымский песок относится к слабопучинистым грунтам (),что подтверждают опытные данные ().

2.138. Назначение в соответствии с п.2.132(2.29) глубины заложения наружных фундаментов менее расчетной глубиныпромерзания с применением при этом мероприятий по обеспечению эксплуатационнойнадеж­ности сооружения допускается в тех случаях, когда экспериментальнымиисследованиями и расчетами установлено, что деформации основания,вызванные пучением грунта при промерзании и осадкой его при оттаивании подподошвой фундамента,не превосходят предельных знакопеременных деформаций, значения которых зависятот конструктивных особе­нностей сооружения.

Эффективностьдействия противопучинных мероприятий должна обес­печиваться как в периодстроительства,так и в течение всего срока эксплу­атации проектируемого объекта.

2.139. При глубине заложенияфундаментов в пределах сезоннопроме­рзающего слоя пучинистого грунта нафундамент действуют силы морозного пучения, нормальные к его подошве.В результате действия этих сил сооружение способно подвергаться вертикальным, какправило,неравно­мерным перемещением. В условиях восприятия сооружениями малых де­формацийзаложение фундаментов в чрезмерно- и сильнопучинистых грунтах не обеспечиваетсохранности сооружений с небольшими нагрузками и экономически не оправдановвиду незначительного сокращения глубины заложения фундаментов. Проектированиефундаментов по дефо­рмациям грунтов основания от морозного пучения с соблюдениемтребований п. 2.138 целесообразно в слабо- и среднепучинистых грунтах, а вси­льнопучинистых грунтах допускается лишь для одно-двухэтажных деревян­ныхзданий,а также сооружений,фундаменты которых приспособлены к восприятию больших неравномерных деформаций(например,жесткие рамные железобетонные фундаменты, фундаменты-плиты и т.п.).Проектирование фундаментов по деформациям морозного пучения грунтов ос­нованияне исключает их проверки по устойчивости на действие касательных сил морозногопучения вдоль боковой поверхности фундамента (п. 2.148).

2.140(2.30). Глубину заложения наружныхи внутренних фундаментов отапливаемых сооружений с холодными подвалами итехническими подпольями (имеющими отрицательную температуру в зимний период)следует принимать по табл. 38(2), считая от пола подвала или технического подполья.

2.141. При наличии в холодном подвале(техническом подполье) отапливаемого сооружения отрицательной среднезимней температурыглубина заложения внутренних фундаментов принимается по табл. 38(2) взависимости от расчетной глубины промерзания грунта, определяемой по фо­рмуле(18(3)) при коэффициенте. При этом нормативная глубина промерзания,считая от пола подвала, определяется расчетом по п. 2.124 (2.27) с учетомсреднезимней температуры воздуха в подвале.

Глубиназаложения наружных фундаментов отапливаемых сооружений с холодным подвалом(техническим подпольем) принимается наибо­льшей из сопоставления значенийглубины заложения внутренних фундаментов и расчетной глубины промерзания скоэффициентом,считая от уровня планировки.

2.142(2.31). Глубина заложения наружныхи внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений должна назначаться по табл.38(2),при этом глубина исчисляется: при отсутствии подвала или технического подполья - отуровня планировки,а при наличии - от пола подвала или технического подполья.

2.143(2.32). В проекте оснований ифундаментов должны предусматриваться мероприятия, не допускающие увлажнениягрунтов основания,а также промораживания их в период строительства.

2.144. При проектировании сооруженийуровень подземных вод должен приниматься с учетом его прогнозирования на периодэксплуатации сооружения по указаниям пп. 2.79(2.17)-2.117(2.24) и влияния нанего водопонижающих мероприятий, если они предусмотрены проектом.

2.145. Для предохранения пучинистыхгрунтов в период строительства от избыточного увлажнения в проекте следуетпредусматривать до возведения фундаментов необходимые мелиоративные мероприятия:ограждение котлованов нагорными канавами, планировку территории состоком воды по канавам или лоткам. При высоком уровне подземных водрекомендуется применять водопонижение, дренажные устройства ипр.

2.146. Способы предохранения пучинистыхгрунтов от промерзания в период строительства зависят от конструктивныхособенностей сооружения, степени его завершения строительством и наличия наместе материалов и средств теплозащиты.

Рекомендуются  для теплозащиты опилки, шлаки и другие промышлен­ныеотходы,пригодные для теплоизоляции, а при временной консервации строек в зимний период -отложения снега.

В зданиях, несданных в эксплуатацию, для предохранения от промерзания пучинистого грунтарекомендуется предусмотреть временное отоп­ление помещений,примыкающих к фундаментам.

Выбормероприятий во всех случаях должен быть технико-экономичес­ки обоснован.

2.147. Виды грунта для засыпки пазухкотлованов,методы и степень уплотнения засыпки и сроки ее выполнения должны назначаться стаким условием,чтобы в процессе строительства и эксплуатации сооружения касательные силыморозного пучения,действующие на фундамент, не превышали сумму сил, удерживающих фундамент отвыпучивания.

2.148. При строительстве на пучинистыхгрунтах расчет фундаментов и оснований по устойчивости и прочности навоздействие касательных сил морозного пучения, действующих вдоль боковойповерхности фундамента, следует производить если грунты сезоннопромерзающегослоя имеют свойства,указанные в табл. 41.

Таблица 41

 

Грунты и степень

водонасыщения

Значение расчетной удельной

касательной силы пучения , кПа, при глубине сезонного промерзания грунта, м

 

до 1,5

2,5

3 и более

1. Супеси, суглинки, глины при показателе текучести ; крупнообломочные с пылевато-глинистым заполнителем, пески мелкие и пылеватые при показателе дисперсности  и степени влажности

110

90

70

2. Супеси, суглинки, глины при ; крупнообломочные с пылевато-глинистым заполнителем, пески мелкие и пылеватые при  и

90

70

55

3. Супеси, суглинки, глины при ; крупнообломочные с пылевато-глинистым заполнителем, пески мелкие и пылеватые при  и

70

55

40

Примечания: 1. Для промежуточныхглубин промерзания значение  принимается поинтерполяции.

2. Значение для грунтов,используемых при обратной засыпке котлованов, принимается по 1-й строкетаблицы.

3. В зависимости от вида поверхности фундамента приведенные в таблицезначения умножаются накоэффициент:при гладкой бетонной не обработанной - 1; при шероховатой бетоннойс выступами и кавернами до 5 мм - 1,1-1,2 до 20 мм - 1б25-1,5; при деревянной антисептирования- 0,9; приметаллической без специальной обработки - 0,8.

Устойчивостьфундамента на действие касательных сил пучения грунтов, прилегающих к его боковойповерхности,проверяется по формуле

                                       (24)

где- значение расчетной удельной касательной силы пучения, кПа,принимаемое по п. 2.149;

- площадь боковой поверхности фундамента,находящейся в пределах расчетной глубины сезонного промерзания, м2;

- расчетная постоянная нагрузка, кН, при коэффициенте надежнос­типо нагрузке;

- расчетное значение силы кН, удерживающий фундамент отвыпучивания вследствие трения его боковой поверхности о талый грунт, лежащийниже расчетной глубины промерзания;

- коэффициент условий работы, принимаемый равным 1,1;

- коэффициент надежности, принимаемый равным 1,1.

2.149. Значение расчетной удельнойкасательной силы пучения,кПа,определяется опытным путем, а при отсутствии опытных данных - по табл. 2.41 взависимости от вида и влажности грунта; при этом для зданий I и II классов значения,приведенные в таблице, принимаются с коэффицие­нтом 1, для зданий III класса - с коэффициентом0,9.

2.150. Расчетное значение силы,кН,удерживающей фундамент от выпучивания за счет трения его о талый грунт, дляфундаментов,имеющих вертикальные грани, определяется по формуле

                                             (25)

где- расчетное сопротивление талых грунтов сдвигу по боковой повер­хностифундамента в j-том слое, кПа,допускается принимать сог­ласно указаниям СНиП по проектированию свайных фундаментов;

- площадь вертикальной поверхности сдвига в j-том слое грунта ниже расчетной глубины промерзания, м2;значениедля столбов без анкерной плиты принимается равнымпроизведению толщины j-того слоя на периметр их сечения, дляфундаментов с анкерной плитой - произведению j-того слояна периметр анкерной плиты;

- число слоев.

2.151. Для уменьшения воздействия силморозного пучения грунта на фундаменты сооружений в необходимых случаях впроекте предусматриваются противопучинные мероприятия: устройство защиты сезоннопромерзающегогрунта вблизи фундамента от избыточного увлажнения, пок­рытие поверхностифундамента в пределах слоя промерзающего грунта консистентной смазкой,полимерной пленкой,засоление грунтов веществами, не вызывающими коррозии бетона и арматуры, идр.

Дляприспособления надземной части сооружений к неравномерным деформациямморозоопасных грунтов рекомендуется применять конструктивные мероприятия по п.2.294(2.70).

2.152. Проверка всех типов фундаментовс вертикальными гранями на прочность при воздействии касательных сил морозногопучения производится по формуле

                                           (26)

где- расчетное усилие, кН, разрывающее фундамент;

- обозначения те же, что и в п. 2.148.

2.153. Проверка фундамента на действиекасательных сил морозного пучения грунтов должна производиться как длязаконченного,так и для незавершенного к началу зимнего периода строительства сооружения. Ес­липри этой проверке сила пучения окажется более удерживающей силы анкера,массы фундамента и возведенной части сооружения, то в проекте должны бытьпредусмотрены мероприятия, в том числе физико-химичес­кие по предохранению грунтаот промерзания.

2.154. При проектировании в пучинистыхгрунтах малонагруженных столбчатых фундаментов с опорно-анкерными плитаминеобходимо учитывать силы, возникающие в процессе пучения на верхней поверхностиплиты и препятствующие выпучиванию фундамента. В этом случае расчет фундаментана выпучивание уточняется введением коэффициента  к расчетной удельнойкасательной силе

                (27)

где- расчетная глубина промерзания;

- сторона сечения стойки фундамента;

- сторона квадратной анкерной плиты;

- коэффициенты, определяемые по табл. 42 в зависимости от

- для;                                     

- для.                                    

- глубина заложения фундамента;

- высота нижней ступени анкерной плиты.

Таблица 42

Значения  при  равном

 

0,5

1

2

3

4

5

6

1

0,029

0,058

0,088

0,087

0,082

0,077

0,074

2

0,015

0,031

0,067

0,085

0,082

0,078

0,075

3

0,007

0,015

0,034

0,059

0,075

0,074

0,07

4

0,004

0,008

0,019

0,032

0,052

0,066

0,067

5

0,003

0,006

0,012

0,02

0,029

0,047

0,058

6

0,002

0,004

0,008

0,013

0,020

0,028

0,043

7

0,002

0,003

0,006

0,009

0,013

0,018

0,025

8

0,001

0,002

0,005

0,007

0,01

0,013

0,018

9

0,001

0,002

0,004

0,005

0,008

0,018

0,013

10

0,001

0,001

0,003

0,004

0,006

0,008

0,0009

2.155(2.23). Фундаментысооружения или его отсека должны закладываться на одном уровне. Принеобходимости заложения соседних фундаментов на разных отметках их допустимаяразность определяется исходя из условия

                                        (28(4))

где- расстояние между фундаментами в свету;

и- расчетные значения соответственно угла внутреннего трения иудельного сцепления грунта пп. 2.68-2.70 (пп. 2.12-2.14);

- среднее давление под подошвой вышерасположенного фундаме­нтаот расчетных нагрузок (для расчета основания по несущей способности).

Расчет оснований по деформациям

Общие положения

2.156(2.34). Целью расчета оснований подеформациям является огра­ничение абсолютных или относительных перемещенийфундаментов и на­дфундаментных конструкций такими пределами, при которых гарантиру­етсянормальная эксплуатация сооружения и не снижается его долговеч­ность(вследствие появления недопустимых осадок, подъемов, кренов, из­мененийпроектных уровней и положений конструкций, расстройств их соединений и т. п.).При этом имеется в виду, что прочность и трещинос­тойкость фундаментов инадфундаментных конструкции проверены расчетом, учитывающим усилия, которыевозникают при взаимодействии со­оружения с основанием.

Примечание. При проектировании сооружений, расположенных внепосредственной близости от существующих, необходимо учитывать до­полнительныедеформации оснований существующих сооружений от на­грузок проектируемыхсооружений.

2.157(2.35). Деформации основанияподразделяются на:

осадки -деформации, происходящие в результате уплотнения грунта под воздействиемвнешних нагрузок и в отдельных случаях собственного веса грунта, несопровождающиеся коренным изменением его структуры;

просадки -деформации, происходящие в результате уплотнения и, как правило, коренногоизменения структуры грунта под воздействием как внешних нагрузок и собственноговеса грунта, так и дополнительных фак­торов, таких, как, например, замачиваниепросадочного грунта, оттаива­ние ледовых прослоек в замерзшем грунте и т. п.;

подъемы иосадки - деформации,связанные с изменением объема некоторых грунтов при изменении их влажности или воздействии химичес­ких веществ (набухание иусадка) и при замерзании воды и оттаивании льда в порах грунта (морозноепучение и оттаивание грунта);

оседания - деформации земнойповерхности, вызываемые разработкой полезных ископаемых, изменениемгидрогеологических условий, пониже­нием уровня подземных вод, карстово-суффозионными процессами ит.п.;

горизонтальныеперемещения -деформации, связанные с действием горизонтальных нагрузок на основание(фундаменты распорных систем, подпорные стены и т. д.) или со значительнымивертикальными перемеще­ниямиповерхности при оседаниях, просадках грунтов от собственного ве­са и т. п.

2.158(2.36). Деформации основания взависимости от причин возникновения подразделяются на два вида:

первый - деформации от внешнейнагрузки на основание (осадки, про­садки, горизонтальные перемещения);

второй - деформации, не связанные свнешней нагрузкой на основание и проявляющиеся в виде вертикальных игоризонтальных перемещений поверхности основания (оседания, просадки грунтов отсобственного ве­са,подъемы и т. п.).

2.159. Деформации основания первоговида при прочих равных условиях вызывают тем большие усилия в конструкцияхсооружения, чем бо­льшесжимаемость грунтов, при деформациях второго вида - усилия уме­ньшаются с увеличением сжимаемостигрунтов.

Указанное в п.2.158(2.36) подразделение деформаций основания показывает не только специфику,но и сходство воздействии деформаций осно­вания на конструкции сооружений, возводимых в различных грунтовыхусловиях, и поэтому может быть использовано для унификации проектирования.

2.160. Для конструкций сооруженийнаиболее опасны неравномер­ныедеформации основания. Основными причинами их являются:

а) для. деформаций основания первого вида:

неравномерностьсжимаемости основания из-за неоднородности грунтов, выклинивания инепараллельности залегания отдельных слоев, наличия линз, прослоев и другихвключений, неравномерного уплотнения гру­нтов, в том числе искусственныхподушек и т.п.;

особенностьдеформирования основания как сплошной среды, проявляющаяся в том, что осадкиоснования происходят не только в пределах, но и за пределами площади загружения(указанной особенностью основания, в особенности сложенного сильно сжимаемымигрунтами, объясня­ются многие случаи повреждений существующих сооружений привозве­дении в непосредственной близости от них- новых сооружений);

неравномерноеувлажнение грунтов, в частности просадочных и набухающих;

различиенагрузок на отдельные фундаменты, их размеров в плане и глубины заложения;

неравномерноераспределение нагрузок на полы производственных зданий, а также загрузкатерритории в непосредственной близости от соо­ружения;

нарушенияправил производства строительных работ, приводящие к ухудшению свойств грунтов,ошибки, допущенные при инженерно-геоло­гических изысканиях и проектированииоснований и фундаментов, а также нарушение предусмотренных проектом условийэксплуатации сооруже­ния;

б) для деформаций основания второго вида:

повышениевлажности просадочных грунтов в грунтовых условиях II типа; подземные горныевыработки; изменение температурно-влажност­ного режима некоторых грунтов(например, набухающих), изменение гид­рогеологических условий площадки; влияниединамических воздействий, например, от городского транспорта и т. д.

Таким образом,причинами неравномерных деформаций основания, которые необходимо учитывать припроектировании, могут быть. не только инженерно-геологические игидрогеологические факторы, но и конструктивно-технологические особенностипроектируемых сооружений, спо­собы производства работ по устройству оснований ифундаментов, осо­бенности эксплуатации сооружений.

2.161(2.37). Расчет оснований подеформациям должен производить­ся из условия совместной работы сооружения иоснования.

Деформацииоснования допускается определять без учета совместной работы сооружения иоснования в случаях, оговоренных в п. 2.13(2.5).

2.161(2.38). Совместная деформацияоснования и сооружения может характеризоваться:

абсолютнойосадкой основания  отдельного фундамента;

среднейосадкой основания сооружения ;

относительнойнеравномерностью осадок двух фундаментов ;

креномфундамента (сооружения) ;

относительнымпрогибом или выгибом ;

кривизнойизгибаемого участка сооружения ;

относительнымуглом закручивания сооружения ;

горизонтальнымперемещением фундамента .(сооружения) .

Примечание. Аналогичные характеристики деформаций могут устанавливатьсятакже для других деформаций, указанных в п. 2.157(2.35).

2.163. Абсолютная осадка основанияотдельного фундамента  определяется каксреднее вертикальное перемещение фундамента от нагрузки, передаваемой наоснование, или других причин (например, обводнения и, как следствие, просадкигрунтов основания). Значения  используются длявычисления средней осадки основания сооружения, а также для оцен­кинеравномерности деформаций оснований фундаментов и связанных с нимиконструкций.

2.164. Средняя осадка основаниясооружения  - равномерная состав­ляющаяобшей, как правило, неравномерной осадки. В ряде случаев значение ожидаемойсредней осадки может определить необходимость при­менения мероприятий,направленных на уменьшение деформаций осно­вания или уменьшениечувствительности сооружений к деформациям ос­нования.

При подсчетесредней осадки необходимы данные по абсолютным оса­дкам не менее чем треххарактерных (по размерам и действующим на них нагрузкам) фундаментов. Чембольше площадь застройки и больше разли­чие в размерах отдельных фундаментов,тем большее число фундаментов необходимо учитывать при подсчете средней осадки.В общем случае зна­чение  определяется поформуле

                                                    (29)

где  - абсолютная осадка i-го фундамента с площадью .

Если осадкивсех фундаментов сооружения одинаковы, т. е. происходит равномерная осадкаоснования сооружения, то в его конструкциях не возникает дополнительных усилийи деформаций. В этом случае средняя оса­дка ограничивается только технологиче­скимиили архитектурно-эстетиче­скими требованиями.

2.165. Относительная неравномерностьосадок  двух фундаментовпредставляет собой разность абсолютных осадок двух фундаментов, отне­сенную красстоянию между ними. Этахарактеристика используется при неплавных (скачкообразных) эпюрах осадок (рис.6). Для гибких сооруже­ний величина  характеризуетперекосные деформации, а для относите­льно жестких - преимущественно сдвиговыедеформации конструкций.

2.166. Крен фундамента или сооружения вцелом i - разность осадок крайних точек фундамента или сооружения вцелом, отнесенная к ширине или длине фундамента (сооружения) (рис. 7). Притакой деформации, характерной для жестких фундаментов и сооружений осадкиоснования в любом направлении изменяются по линейному закону.

 

 

Рис. 6. Схема осадок основания сооружения.  - относительная неравномерность осадоксоседних фундаментов

 

 

Рис. 7. Схема крена жесткого сооружения

 

 

Рис. 8. Схема прогиба (выгиба) сооружения:- относительный прогиб на участке; - относительный выгиб на участке;

 наибольшая кривизна

 

 

Рис. 9. Схема осадок основания,

 

 

Рис. 10. Схема сложной деформа­ция основания - крен,

 - относительный прогиб сооружения

2.167. Относительный прогиб или выгиб - отношение стрелы проги­ба или выгиба к длине однозначноизгибаемого участка сооружения. Эта характеристика используется при плавныхискрив­лениях зданий и соору­жений .(рис. 8). Относительный прогиб (выгиб)вычисляется по формуле

                                         (30)

где и- осадки концов рассматриваемого участка однозначного иск­ривления;

- наибольшая или наименьшая осадка на том же участке;

- расстояние между точками, имеющими осадки и.

2.168. Кривизна изгибаемого участкасооружения- величина, обрат­ная радиусу искривления, наиболее полнохарактеризует напряженно-де­формированное состояние относительно жесткихпротяженных сооружений (см. рис. 8). Эта величина, вычисляемая при расчетесооружении в процессе разработки типовых проектов, в дальнейшем используетсядля установления предельных деформаций основания по условиям прочности итрещиностойкости конструкций.

2.169. Относительный угол закручиваниясооружения  (рис. 9) характеризуетпространственную работу конструкций сооружения. Усилия в конструкциях,возникающие при кручении сооружения, должны суммироваться с усилиями от другихвидов деформаций (например, прогиба).

2.170. Горизонтальное перемещениефундамента или сооружения в целом и, какправило, следует учитывать при действии на основание горизонтальных нагрузок.

2.171. Возможна сложная деформациясооружения вследствие неравномерных осадок основания. В этом случае она можетбыть разложена на отдельные составляющие, как это показано на рис. 10.

2.172(2.39). Расчет оснований подеформациям производится исходя из условия:

                                                              (31(5))

где- совместная деформация основания и сооружения, определяемаярасчетом в соответствии с указаниями обязательного прил. 2;

- предельное значение совместной деформации основания и сооружения,устанавливаемое по указаниям пп. 2.248-2.256(2.51-2.55).

Примечания: 1. В необходимых случаях дляоценки напряженно-де­формированного состояния конструкций сооружения с учетомдлительных процессов и прогноза времени консолидации основания следует производитьрасчет осадок во времени.

2. Осадкиоснования, происходящие в процессе строительства (напри­мер, осадки от весанасыпей до устройства фундаментов, осадки до омоноличивания стыков строительныхконструкций), допускается не учитывать, если они не влияют на эксплуатационнуюпригодность сооружений.

3. При расчете оснований по деформациям необходимо учитывать воз­можностьизменения как расчетных, так ипредельных значений деформаций оснований за счет применения мероприятий,указанных в пп. 2.290-2.295(2.67-2.71).

2.173(2.40). Расчетная схема основания, используемая для определениясовместной деформации основания и сооружения, должна выбираться в соответствиис указаниями п. 2.8(2.4).

Расчетдеформаций основания следует, как правило, выполнять приме­няя расчетную схемуоснования в виде:

линейно деформируемогополупространства с условным огра­ничени­ем глубины сжимаемой толщи [п. 2.218 (6 обязательного прил. 2)];

линейнодеформируемого слоя, если:

а) в пределахсжимаемой толщи основания определенной как для линейно деформируемого полупространства,залегает слой грунта с моду­лем деформации МПа (1000 кгс/см2) и толщиной , удовлетворяющей условию

                                         (32(6))

где- модуль деформации грунта, подстилающего слой грунта та с модулемдеформации;

б) ширина(диаметр) фундамента м и модуль деформации грунтов основания МПа (100 кгс/см2).

Толщиналинейно деформируемого слоя Н вслучае «а» принимается до кровли малосжимаемого грунта, в случае «б»вычисляется в соответствии с указаниями п. 2.220 (8 обязательного прил. 2).

Примечание. Схему линейно деформируемогослоя допускается применять для фундаментов шириной м при наличии в пределах сжимаемой толщи слоев грунта смодулем деформации Е < 10 МПа (100кгс/см2), если их суммарная толщина не превышает 0,2 Н.

Определение расчетного сопротивления

грунта основания

Таблица 43(3)

 

 

 

Грунты

 

 

 

Коэффи­циент

Коэффициентдля сооружений с жесткой конструкти­вной схемой при отношении длины сооружения или его отсека к высоте, равном

 

 

4 и более

1,5 и менее

Крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем и песчаные, кроме мелких и пылеватых

1,4

1,2

1,4

Пески мелкие

1,3

1,1

1,3

Пески пылеватые:

 

 

 

маловлажные и влажные

1,25

1,0

1,2

насыщенные водой

1,1

1,0

1,2

крупнообломочные с пылевато-глинистым заполнителем с показателем текучести грунта или заполнителя

1,25

1,0

1,1

То же, при

1,2

1,0

1,1

То же, при

1,1

1,0

1,0

Примечания: 1. К сооружениям с жесткойконструктивной схемой относятся сооружения, конструкции которых специальноприспособлены к восприятию усилий от деформаций основания в том числе за счетприменения мероприятий, указанных в п. 2.293 (2.706).

2. Для зданийс гибкой конструктивной схемой значение коэффициен­та уса принимается равным единице.

3. Припромежуточных значениях  коэффициент усаопределяется по интерполяции.

Таблица 44(4)

Угол внутреннего

Коэффициенты

трения , град

0

0

1,0

3,14

1

0,01

1,06

3,23

2

0,03

1,12

3,32

3

0,04

1,18

3,41

4

0,06

1,25

3,51

5

0,08

1,32

3.61

6

0,10

1,39

3,71

7

0,12

1,47

3,82

8

0,14

1,55

3,93

9

0,16

1,64

4,05

10

0,18

1,73

4,17

11

0,21

1,83

4,29

12

0,23

1,94

4,42

13

0,26

2,05

4,55

14

0,29

2,17

4,69

15

0,32

2,30

4,84

16

0,36

2,43

4,99

17

0,39

2,57

5,15

18

0,43

2,73

5,31

19

0,47

2,89

5,48

20

0,51

3,06

5,66

21

0,56

3,24

5,84

22

0,61

3,44

6,04

23

0,69

3,65

6,24

24

0,72

3,87

6,45

25

0,78

4,11

6,67

26

0,84

4,37

6,90

27

0,91

4,64

7,14

28

0,98

4,93

7,40

29

1,06

5,25

7,67

30

1,15

5,59

7,95

31

1,24

5,95

8,24

32

1,34

6,34

8,55

33

1,44

6,76

8,88

34

1,55

7,22

9,22

35

1,68

7,71

9,58

36

1,81

8,24

9,97

37

1,95

8,81

10,37

38

2,11

9,44

10,80

39

2,28

10,11

11,25

40

2,46

10,85

11,73

41

2,66

11,64

12,24

42

2,88

12,51

12,79

43

3,12

13,46

13,37

44

3,38

14,50

13,98

45

3,66

15,64

14,64

2.174(241). При расчете деформацийоснования с использованием ра­счетных схем, указанных в п. 2.173(2.40), среднеедавление под подошвой фундамента р недолжно превышать расчетного сопротивления грунта ос­нования R,кПа (тс/м2), определяемого по формуле

  (33(7))

гдеи- коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. 43 (3);

- коэффициент, принимаемый равным:- если прочнос­тные характеристики грунта (с и j)определены непосредс­твенными испытаниями и - если они приняты по та­блицам рекомендуемого прил. 1;

- коэффициенты, принимаемые по табл. 44(4);

- коэффициент, принимаемый равным: прим - , при м - (здесьм);

- ширина подошвы фундамента, м;

- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов,залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется сучетом взвешивающего действия воды), кН/м3 (тс/м3);

- то же, залегающих выше подошвы;

- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающегонепосредственно под подошвой фундамента, кПа (тс/м2);

- глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений отуровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутреннихфундаментов от пола подва­ла, определяемая по формуле

                                           (34(8))

где- толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороныподвала, м;

 толщина конструкциипола подвала, м;

- расчетное значение удельного веса материала пола подвала,кН/м (тс/м3);

- глубина подвала - расстояние от уровня планировки до полаподва­ла, м (для сооружений с подвалом ширинойм и глубиной более 2 м принимается м, при ширине подвалам - ).

Примечания: 1. Формулу (33(7)) допускаетсяприменять при любой форме фундаментов в плане. Если подошва фундамента имеетформу круга или правильного многоугольника площадью А, принимается .

2.Расчетные значения удельных весов грунтов и материала пола подва­ла, входящие вформулу (33(7)), допускается принимать равными их нормативным значениям.

3. Расчетноесопротивление грунта при соответствующем обосновании может быть увеличено, есликонструкция фундамента улучшает усло­вия его совместной работы с основанием.

4. Дляфундаментных плит с угловыми вырезами расчетное сопротивление грунта основаниядопускается увеличивать на 15 %.

5. Если (- глубина заложения фундамента от уровня планиро­вки) в формуле(33(7)) принимается  и .

Допустимопри соответствующем обосновании повышение расчетно­го сопротивления основаниядля фундаментов: с анкерами, буро-бетон­ных, в вытрамбованных котлованах,трансформирующих контактные давления и др.

2.175. Определение расчетногосопротивления оснований, сложенных рыхлыми песками, должно выполняться наоснове специальных исследований.

Расчетноесопротивление основания, сложенного рыхлыми песками, найденное по формуле(33(7)) при иили по указаниям п. 2.182(2.42) должно уточняться порезультатам испытаний штампа (не менее трех). Размеры и форма штампа должныбыть близкими к форме и ра­змерам проектируемого фундамента, (но не менее 0,5 м2).Допускается применять стандартный штамп с круглой в плане подошвой.

Расчетноесопротивление должно приниматься не более давления, при котором ожидаемаяосадка фундамента равна предельно допустимой величине.

Ожидаемуюосадку  допускается при этомопределять по формуле

где- осадка штампа при давлении, которое будет действовать по подошвепроектируемого фундамента;

А - площадь подошвыфундамента (при ,где - длина и - ширина фундамента, следует принимать ;

- площадь подошвы штампа.

Припроектировании фундаментов на рыхлых песках следует учитывать, что замачиваниеэтих грунтов, а также различные динамические воздействия, в том числесейсмические, могут привести к существенному увеличению осадок основания. Втаких условиях для прогноза осадок эта формула неприменима и возможныедеформации основания должны оп­ределяться специальными исследованиями.

Призначительной величине ожидаемых осадок и просадок основания, сложенного рыхлымипесками, или при возможности динамического на него воздействия следуетпредусматривать мероприятия по своевременному, до возведения здания илисооружения, уменьшению деформируемости основания (путем уплотнения,водопонижения, замачивания, зак­репления, замены на плотный грунт и пр.) или жепереходить на свайные фундаменты. Без применения указанных мероприятий устройствофундаментов на рыхлых песках (и тем более в сейсмических районах) недопусти­мо.В необходимых случаях должны предусматриваться мероприятия по уменьшениючувствительности зданий и сооружений к неравномерным деформациям.

2.176. При определении расчетногосопротивления грунта основания R по формуле (33(7))следует учитывать, что для повышения экономичнос­ти проектных решений инадежности работы оснований:

значение R вычисляется с использованием расчетных (а не норматив­ных)значений угла внутреннего трения, удельного сцепления и удельного веса грунтовоснований; однако в соответствии с п. 2.72 (2.16) допустимо использование инормативных значений из табл. 26 и 27 (1 и 2 прил. 1), причем в этом случае приопределении значения R применяется коэффициент ;

величинарасчетного сопротивления грунта основания корректирует­ся коэффициентамиусловий работы, зависящими от вида и состояния грунта, а также конструктивнойсхемы и жесткости здания по табл. 43 (3);

для грунтоввведено требование учета взвешивающего действия воды;

удельный весгрунта в первом члене формулы (33(7)), учитывающем ширину фундамента,принимается для слоев грунта, расположенных под подошвой фундамента, а вовтором и третьем членах, учитывающих приг­рузку, действующую на основание, -для слоев грунта, находящихся выше уровня подошвы фундамента;

значение R вычисляется на глубине заложения фундаментов, исчисля­емойот уровня планировки срезкой или подсыпкой; в последнем случае в проекте должнобыть оговорено требование о вы­полнении насыпи до приложения полной нагрузки нафундаменты;

допускаетсяпринимать глубину заложения фундаментов от пола подвала менее 0,5 м, если этодопускает расчет по несущей способности.

2.177. Расчетные значения  определяются придоверитель­ной вероятности, принимаемой для расчетов по П предельному состоянию,равной . Указанные характеристики находятся для слоя грун­татолщиной  ниже подошвыфундамента:  при м и  при м (здесь м).

Если толщагрунтов, расположенных ниже подошвы фундаментов или выше ее, неоднородна поглубине, то принимаются средневзвешенные значения ее характеристик ,определяемых по формуле

                                                 (35)

где -- значение характеристики i-гоинженерно-геологического элемен­та;

- толщина элемента.

Расчетноесопротивление грунта при неоднородности в пределах плана расположениякакого-либо протяженного фундамента (например, ленточ­ного) следует определятьпо характеристикам грунта наиболее слабого ин­женерно-геологического элемента.Допускается применять фундаменты разной ширины в пределах соседних отсековздания, разделенного осадочным швом.

Расчет оснований по деформациям

Общие положения

2.156(2.34). Целью расчета оснований подеформациям является огра­ничение абсолютных или относительных перемещенийфундаментов и на­дфундаментных конструкций такими пределами, при которых гарантиру­етсянормальная эксплуатация сооружения и не снижается его долговеч­ность(вследствие появления недопустимых осадок, подъемов, кренов, из­мененийпроектных уровней и положений конструкций, расстройств их соединений и т. п.).При этом имеется в виду, что прочность и трещинос­тойкость фундаментов инадфундаментных конструкции проверены расчетом, учитывающим усилия, которыевозникают при взаимодействии со­оружения с основанием.

Примечание. При проектировании сооружений, расположенных внепосредственной близости от существующих, необходимо учитывать до­полнительныедеформации оснований существующих сооружений от на­грузок проектируемыхсооружений.

2.157(2.35). Деформации основанияподразделяются на:

осадки -деформации, происходящие в результате уплотнения грунта под воздействиемвнешних нагрузок и в отдельных случаях собственного веса грунта, несопровождающиеся коренным изменением его структуры;

просадки -деформации, происходящие в результате уплотнения и, как правило, коренногоизменения структуры грунта под воздействием как внешних нагрузок и собственноговеса грунта, так и дополнительных фак­торов, таких, как, например, замачиваниепросадочного грунта, оттаива­ние ледовых прослоек в замерзшем грунте и т. п.;

подъемы иосадки - деформации,связанные с изменением объема некоторых грунтов при изменении их влажности или воздействии химичес­ких веществ (набухание иусадка) и при замерзании воды и оттаивании льда в порах грунта (морозноепучение и оттаивание грунта);

оседания - деформации земной поверхности,вызываемые разработкой полезных ископаемых, изменением гидрогеологическихусловий, пониже­ниемуровня подземных вод, карстово-суффозионными процессами и т.п.;

горизонтальныеперемещения -деформации, связанные с действием горизонтальных нагрузок на основание(фундаменты распорных систем, подпорные стены и т. д.) или со значительнымивертикальными перемеще­ниямиповерхности при оседаниях, просадках грунтов от собственного ве­са и т. п.

2.158(2.36). Деформации основания взависимости от причин возникновения подразделяются на два вида:

первый - деформации от внешнейнагрузки на основание (осадки, про­садки, горизонтальные перемещения);

второй - деформации, не связанные свнешней нагрузкой на основание и проявляющиеся в виде вертикальных игоризонтальных перемещений поверхности основания (оседания, просадки грунтов отсобственного ве­са,подъемы и т. п.).

2.159. Деформации основания первоговида при прочих равных условиях вызывают тем большие усилия в конструкцияхсооружения, чем бо­льшесжимаемость грунтов, при деформациях второго вида - усилия уме­ньшаются с увеличением сжимаемостигрунтов.

Указанное в п.2.158(2.36) подразделение деформаций основания показывает не только специфику,но и сходство воздействии деформаций осно­вания на конструкции сооружений, возводимых в различных грунтовыхусловиях, и поэтому может быть использовано для унификации проектирования.

2.160. Для конструкций сооруженийнаиболее опасны неравномер­ныедеформации основания. Основными причинами их являются:

а) для. деформаций основания первого вида:

неравномерностьсжимаемости основания из-за неоднородности грунтов, выклинивания инепараллельности залегания отдельных слоев, наличия линз, прослоев и другихвключений, неравномерного уплотнения гру­нтов, в том числе искусственныхподушек и т.п.;

особенностьдеформирования основания как сплошной среды, проявляющаяся в том, что осадкиоснования происходят не только в пределах, но и за пределами площади загружения(указанной особенностью основания, в особенности сложенного сильно сжимаемыми грунтами,объясня­ются многие случаи повреждений существующих сооружений при возве­дениив непосредственной близости от них- новых сооружений);

неравномерноеувлажнение грунтов, в частности просадочных и набухающих;

различиенагрузок на отдельные фундаменты, их размеров в плане и глубины заложения;

неравномерноераспределение нагрузок на полы производственных зданий, а также загрузкатерритории в непосредственной близости от соо­ружения;

нарушенияправил производства строительных работ, приводящие к ухудшению свойств грунтов,ошибки, допущенные при инженерно-геоло­гических изысканиях и проектированииоснований и фундаментов, а также нарушение предусмотренных проектом условийэксплуатации сооруже­ния;

б) для деформаций основания второго вида:

повышениевлажности просадочных грунтов в грунтовых условиях II типа; подземные горныевыработки; изменение температурно-влажност­ного режима некоторых грунтов(например, набухающих), изменение гид­рогеологических условий площадки; влияниединамических воздействий, например, от городского транспорта и т. д.

Таким образом,причинами неравномерных деформаций основания, которые необходимо учитывать припроектировании, могут быть. не только инженерно-геологические игидрогеологические факторы, но и конструктивно-технологические особенностипроектируемых сооружений, спо­собы производства работ по устройству оснований ифундаментов, осо­бенности эксплуатации сооружений.

2.161(2.37). Расчет оснований подеформациям должен производить­ся из условия совместной работы сооружения и основания.

Деформацииоснования допускается определять без учета совместной работы сооружения иоснования в случаях, оговоренных в п. 2.13(2.5).

2.161(2.38). Совместная деформацияоснования и сооружения может характеризоваться:

абсолютнойосадкой основания  отдельного фундамента;

среднейосадкой основания сооружения ;

относительнойнеравномерностью осадок двух фундаментов ;

креномфундамента (сооружения) ;

относительнымпрогибом или выгибом ;

кривизнойизгибаемого участка сооружения ;

относительнымуглом закручивания сооружения ;

горизонтальнымперемещением фундамента .(сооружения) .

Примечание. Аналогичные характеристики деформаций могут устанавливатьсятакже для других деформаций, указанных в п. 2.157(2.35).

2.163. Абсолютная осадка основанияотдельного фундамента  определяется каксреднее вертикальное перемещение фундамента от нагрузки, передаваемой наоснование, или других причин (например, обводнения и, как следствие, просадкигрунтов основания). Значения  используются длявычисления средней осадки основания сооружения, а также для оцен­кинеравномерности деформаций оснований фундаментов и связанных с нимиконструкций.

2.164. Средняя осадка основаниясооружения  - равномерная состав­ляющаяобшей, как правило, неравномерной осадки. В ряде случаев значение ожидаемойсредней осадки может определить необходимость при­менения мероприятий,направленных на уменьшение деформаций осно­вания или уменьшениечувствительности сооружений к деформациям ос­нования.

При подсчетесредней осадки необходимы данные по абсолютным оса­дкам не менее чем треххарактерных (по размерам и действующим на них нагрузкам) фундаментов. Чембольше площадь застройки и больше разли­чие в размерах отдельных фундаментов,тем большее число фундаментов необходимо учитывать при подсчете средней осадки.В общем случае зна­чение  определяется поформуле

                                                    (29)

где  - абсолютная осадка i-го фундамента с площадью .

Если осадкивсех фундаментов сооружения одинаковы, т. е. происходит равномерная осадкаоснования сооружения, то в его конструкциях не возникает дополнительных усилийи деформаций. В этом случае средняя оса­дка ограничивается только технологиче­скимиили архитектурно-эстетиче­скими требованиями.

2.165. Относительная неравномерностьосадок  двух фундаментовпредставляет собой разность абсолютных осадок двух фундаментов, отне­сенную красстоянию между ними. Этахарактеристика используется при неплавных (скачкообразных) эпюрах осадок (рис.6). Для гибких сооруже­ний величина  характеризуетперекосные деформации, а для относите­льно жестких - преимущественно сдвиговыедеформации конструкций.

2.166. Крен фундамента или сооружения вцелом i - разность осадок крайних точек фундамента или сооружения вцелом, отнесенная к ширине или длине фундамента (сооружения) (рис. 7). Притакой деформации, характерной для жестких фундаментов и сооружений осадкиоснования в любом направлении изменяются по линейному закону.

 

 

 

Рис. 6. Схема осадок основания сооружения.  - относительная неравномерность осадоксоседних фундаментов

 

 

 

Рис. 7. Схема крена жесткого сооружения

 

 

 

Рис. 8. Схема прогиба (выгиба) сооружения:- относительный прогиб на участке; - относительный выгиб на участке;

 наибольшая кривизна

 

 

 

Рис. 9. Схема осадок основания,

 

 

 

Рис. 10. Схема сложной деформация основания - крен,

 - относительный прогиб сооружения

2.167. Относительный прогиб или выгиб - отношение стрелы проги­ба или выгиба к длине однозначноизгибаемого участка сооружения. Эта характеристика используется при плавныхискрив­лениях зданий и соору­жений .(рис. 8). Относительный прогиб (выгиб)вычисляется по формуле

                                         (30)

где и- осадки концов рассматриваемого участка однозначного иск­ривления;

- наибольшая или наименьшая осадка на том же участке;

- расстояние между точками, имеющими осадки и.

2.168. Кривизна изгибаемого участкасооружения- величина, обрат­ная радиусу искривления, наиболее полнохарактеризует напряженно-де­формированное состояние относительно жесткихпротяженных сооружений (см. рис. 8). Эта величина, вычисляемая при расчетесооружении в процессе разработки типовых проектов, в дальнейшем используетсядля установления предельных деформаций основания по условиям прочности итрещиностойкости конструкций.

2.169. Относительный угол закручиваниясооружения  (рис. 9) характеризуетпространственную работу конструкций сооружения. Усилия в конструкциях,возникающие при кручении сооружения, должны суммироваться с усилиями от другихвидов деформаций (например, прогиба).

2.170. Горизонтальное перемещениефундамента или сооружения в целом и, какправило, следует учитывать при действии на основание горизонтальных нагрузок.

2.171. Возможна сложная деформациясооружения вследствие неравномерных осадок основания. В этом случае она можетбыть разложена на отдельные составляющие, как это показано на рис. 10.

2.172(2.39). Расчет оснований подеформациям производится исходя из условия:

                                                              (31(5))

где- совместная деформация основания и сооружения, определяемаярасчетом в соответствии с указаниями обязательного прил. 2;

- предельное значение совместной деформации основания и сооружения,устанавливаемое по указаниям пп. 2.248-2.256(2.51-2.55).

Примечания: 1. В необходимых случаях дляоценки напряженно-де­формированного состояния конструкций сооружения с учетомдлительных процессов и прогноза времени консолидации основания следует производитьрасчет осадок во времени.

2. Осадкиоснования, происходящие в процессе строительства (напри­мер, осадки от весанасыпей до устройства фундаментов, осадки до омоноличивания стыков строительныхконструкций), допускается не учитывать, если они не влияют на эксплуатационнуюпригодность сооружений.

3. При расчете оснований по деформациям необходимо учитывать воз­можностьизменения как расчетных, так ипредельных значений деформаций оснований за счет применения мероприятий,указанных в пп. 2.290-2.295(2.67-2.71).

2.173(2.40). Расчетная схема основания, используемая для определениясовместной деформации основания и сооружения, должна выбираться в соответствиис указаниями п. 2.8(2.4).

Расчетдеформаций основания следует, как правило, выполнять приме­няя расчетную схемуоснования в виде:

линейнодеформируемого полупространства с условным огра­ничени­ем глубины сжимаемойтолщи [п. 2.218 (6 обязательного прил. 2)];

линейнодеформируемого слоя, если:

а) в пределахсжимаемой толщи основания определенной как для линейно деформируемого полупространства,залегает слой грунта с моду­лем деформации МПа (1000 кгс/см2) и толщиной , удовлетворяющей условию

                                         (32(6))

где- модуль деформации грунта, подстилающего слой грунта та с модулемдеформации;

б) ширина(диаметр) фундамента м и модуль деформации грунтов основания МПа (100 кгс/см2).

Толщиналинейно деформируемого слоя Н вслучае «а» принимается до кровли малосжимаемого грунта, в случае «б»вычисляется в соответствии с указаниями п. 2.220 (8 обязательного прил. 2).

Примечание. Схему линейно деформируемогослоя допускается применять для фундаментов шириной м при наличии в пределах сжимаемой толщи слоев грунта смодулем деформации Е < 10 МПа (100кгс/см2), если их суммарная толщина не превышает 0,2 Н.

Определение расчетного сопротивления

грунта основания

Таблица 43(3)

 

 

 

Грунты

 

 

 

Коэффи­циент

Коэффициентдля сооружений с жесткой конструкти­вной схемой при отношении длины сооружения или его отсека к высоте, равном

 

 

4 и более

1,5 и менее

Крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем и песчаные, кроме мелких и пылеватых

1,4

1,2

1,4

Пески мелкие

1,3

1,1

1,3

Пески пылеватые:

 

 

 

маловлажные и влажные

1,25

1,0

1,2

насыщенные водой

1,1

1,0

1,2

крупнообломочные с пылевато-глинистым заполнителем с показателем текучести грунта или заполнителя

1,25

1,0

1,1

То же, при

1,2

1,0

1,1

То же, при

1,1

1,0

1,0

Примечания: 1. К сооружениям с жесткойконструктивной схемой относятся сооружения, конструкции которых специальноприспособлены к восприятию усилий от деформаций основания в том числе за счетприменения мероприятий, указанных в п. 2.293 (2.706).

2. Для зданийс гибкой конструктивной схемой значение коэффициен­та уса принимается равным единице.

3. Припромежуточных значениях  коэффициент усаопределяется по интерполяции.

Таблица 44(4)

Угол внутреннего

Коэффициенты

трения , град

0

0

1,0

3,14

1

0,01

1,06

3,23

2

0,03

1,12

3,32

3

0,04

1,18

3,41

4

0,06

1,25

3,51

5

0,08

1,32

3.61

6

0,10

1,39

3,71

7

0,12

1,47

3,82

8

0,14

1,55

3,93

9

0,16

1,64

4,05

10

0,18

1,73

4,17

11

0,21

1,83

4,29

12

0,23

1,94

4,42

13

0,26

2,05

4,55

14

0,29

2,17

4,69

15

0,32

2,30

4,84

16

0,36

2,43

4,99

17

0,39

2,57

5,15

18

0,43

2,73

5,31

19

0,47

2,89

5,48

20

0,51

3,06

5,66

21

0,56

3,24

5,84

22

0,61

3,44

6,04

23

0,69

3,65

6,24

24

0,72

3,87

6,45

25

0,78

4,11

6,67

26

0,84

4,37

6,90

27

0,91

4,64

7,14

28

0,98

4,93

7,40

29

1,06

5,25

7,67

30

1,15

5,59

7,95

31

1,24

5,95

8,24

32

1,34

6,34

8,55

33

1,44

6,76

8,88

34

1,55

7,22

9,22

35

1,68

7,71

9,58

36

1,81

8,24

9,97

37

1,95

8,81

10,37

38

2,11

9,44

10,80

39

2,28

10,11

11,25

40

2,46

10,85

11,73

41

2,66

11,64

12,24

42

2,88

12,51

12,79

43

3,12

13,46

13,37

44

3,38

14,50

13,98

45

3,66

15,64

14,64

2.174(241). При расчете деформацийоснования с использованием ра­счетных схем, указанных в п. 2.173(2.40), среднеедавление под подошвой фундамента р недолжно превышать расчетного сопротивления грунта ос­нования R,кПа (тс/м2), определяемого по формуле

  (33(7))

гдеи- коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. 43 (3);

- коэффициент, принимаемый равным:- если прочнос­тные характеристики грунта (с и j)определены непосредс­твенными испытаниями и - если они приняты по та­блицам рекомендуемого прил. 1;

- коэффициенты, принимаемые по табл. 44(4);

- коэффициент, принимаемый равным: прим - , при м - (здесьм);

- ширина подошвы фундамента, м;

- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов,залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется сучетом взвешивающего действия воды), кН/м3 (тс/м3);

- то же, залегающих выше подошвы;

- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающегонепосредственно под подошвой фундамента, кПа (тс/м2);

- глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений отуровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутреннихфундаментов от пола подва­ла, определяемая по формуле

                                           (34(8))

где- толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороныподвала, м;

 толщина конструкциипола подвала, м;

- расчетное значение удельного веса материала пола подвала,кН/м (тс/м3);

- глубина подвала - расстояние от уровня планировки до полаподва­ла, м (для сооружений с подвалом ширинойм и глубиной более 2 м принимается м, при ширине подвалам - ).

Примечания: 1. Формулу (33(7)) допускаетсяприменять при любой форме фундаментов в плане. Если подошва фундамента имеетформу круга или правильного многоугольника площадью А, принимается .

2.Расчетные значения удельных весов грунтов и материала пола подва­ла, входящие вформулу (33(7)), допускается принимать равными их нормативным значениям.

3. Расчетноесопротивление грунта при соответствующем обосновании может быть увеличено, есликонструкция фундамента улучшает усло­вия его совместной работы с основанием.

4. Дляфундаментных плит с угловыми вырезами расчетное сопротивление грунта основаниядопускается увеличивать на 15 %.

5. Если (- глубина заложения фундамента от уровня планиро­вки) в формуле(33(7)) принимается  и .

Допустимопри соответствующем обосновании повышение расчетно­го сопротивления основаниядля фундаментов: с анкерами, буро-бетон­ных, в вытрамбованных котлованах,трансформирующих контактные давления и др.

2.175. Определение расчетногосопротивления оснований, сложенных рыхлыми песками, должно выполняться наоснове специальных исследований.

Расчетноесопротивление основания, сложенного рыхлыми песками, найденное по формуле(33(7)) при иили по указаниям п. 2.182(2.42) должно уточняться порезультатам испытаний штампа (не менее трех). Размеры и форма штампа должныбыть близкими к форме и ра­змерам проектируемого фундамента, (но не менее 0,5 м2).Допускается применять стандартный штамп с круглой в плане подошвой.

Расчетноесопротивление должно приниматься не более давления, при котором ожидаемаяосадка фундамента равна предельно допустимой величине.

Ожидаемуюосадку  допускается при этомопределять по формуле

где- осадка штампа при давлении, которое будет действовать по подошвепроектируемого фундамента;

А - площадь подошвыфундамента (при ,где - длина и - ширина фундамента, следует принимать ;

- площадь подошвы штампа.

Припроектировании фундаментов на рыхлых песках следует учитывать, что замачиваниеэтих грунтов, а также различные динамические воздействия, в том числесейсмические, могут привести к существенному увеличению осадок основания. Втаких условиях для прогноза осадок эта формула неприменима и возможныедеформации основания должны оп­ределяться специальными исследованиями.

Призначительной величине ожидаемых осадок и просадок основания, сложенного рыхлымипесками, или при возможности динамического на него воздействия следуетпредусматривать мероприятия по своевременному, до возведения здания илисооружения, уменьшению деформируемости основания (путем уплотнения,водопонижения, замачивания, зак­репления, замены на плотный грунт и пр.) или жепереходить на свайные фундаменты. Без применения указанных мероприятий устройствофундаментов на рыхлых песках (и тем более в сейсмических районах) недопусти­мо.В необходимых случаях должны предусматриваться мероприятия по уменьшениючувстви­тельности зданий и сооружений к неравномерным деформациям.

2.176. При определении расчетногосопротивления грунта основания R по формуле (33(7))следует учитывать, что для повышения экономичнос­ти проектных решений инадежности работы оснований:

значение R вычисляется с использованием расчетных (а не норматив­ных)значений угла внутреннего трения, удельного сцепления и удельного веса грунтовоснований; однако в соответствии с п. 2.72 (2.16) допустимо использование инормативных значений из табл. 26 и 27 (1 и 2 прил. 1), причем в этом случае приопределении значения R применяется коэффициент ;

величинарасчетного сопротивления грунта основания корректирует­ся коэффициентамиусловий работы, зависящими от вида и состояния грунта, а также конструктивнойсхемы и жесткости здания по табл. 43 (3);

для грунтоввведено требование учета взвешивающего действия воды;

удельный весгрунта в первом члене формулы (33(7)), учитывающем ширину фундамента,принимается для слоев грунта, расположенных под подошвой фундамента, а вовтором и третьем членах, учитывающих приг­рузку, действующую на основание, -для слоев грунта, находящихся выше уровня подошвы фундамента;

значение R вычисляется на глубине заложения фундаментов, исчисля­емойот уровня планировки срезкой или подсыпкой; в последнем случае в проекте должнобыть оговорено требование о вы­полнении насыпи до приложения полной нагрузки нафундаменты;

допускаетсяпринимать глубину заложения фундаментов от пола подвала менее 0,5 м, если этодопускает расчет по несущей способности.

2.177. Расчетные значения  определяются придоверитель­ной вероятности, принимаемой для расчетов по П предельному состоянию,равной . Указанные характеристики находятся для слоя грун­татолщиной  ниже подошвыфундамента:  при м и  при м (здесь м).

Если толщагрунтов, расположенных ниже подошвы фундаментов или выше ее, неоднородна поглубине, то принимаются средневзвешенные значения ее характеристик ,определяемых по формуле

                                                 (35)

где -- значение характеристики i-гоинженерно-геологического элемен­та;

- толщина элемента.

Расчетноесопротивление грунта при неоднородности в пределах плана расположениякакого-либо протяженного фундамента (например, ленточ­ного) следует определять похарактеристикам грунта наиболее слабого ин­женерно-геологического элемента.Допускается применять фундаменты разной ширины в пределах соседних отсековздания, разделенного осадочным швом.

2.178. При назначениикоэффициента условий работы уса в формуле (33(7)) следует иметь в виду, что кчислу зданий и сооружении жесткой ко­нструктивной схемы относятся:

здания панельные, блочные и кирпичные, в которых между этажныеперекрытия опираются по всему контуру на поперечные и продольные стены илитолько на поперечные несущие стены - при малом их шаге;

сооружения типа башен, силосных корпусов, дымовых труб, домен и др.

2.179. При определении расчетногосопротивления грунта R по нормативным значениям с и j,приведенным в таблицах и при коэффициенте  допускается расчетныезначения удельного веса грунта, расположенного ниже и выше подошвы фундамента,принимать равным нормати­вным.

2.180. Удельный вес грунта с учетомвзвешивающего действия воды  определяется поформуле

                                                (36)

где- удельный вес частиц грунта, принимаемый равным дляпесчаного грунта 26 кН/м3, для пылевато-глинистого 27 кН/м3;

- удельный вес воды, принимаемый равным 10 кН/м3;

е—коэффициент пористости.

2.181. При промежуточной подготовкепеременной жесткости в плане или при различной жесткости основания подфундаментом среднее давление по его подошве может превышать расчетноесопротивление грунта основания, определенное по формуле (33(7)). Величина этогопревышения зависит от вида и свойств грунта основания, размеров фундамента, величиныи характера действующих на пего нагрузок и других факторов.

2.182.(2.42). Предварительные размерыфундаментов должны назнача­ться по конструктивным соображениям или исходя изтабличных значений расчетного сопротивления грунтов основания  в соответствии срекомендуемым приложением 3. Значениями  допускается такжепользоваться для окончательного назначения размеров фундаментов зданий исооружений III класса, если основание сложено горизонтальными (уклон не более0,1) выдержанными по толщине слоями грунта, сжимаемость ко­торых неувеличивается в пределах глубины, равной двойной ширине наибольшего фундамента,считая от его подошвы.

Таблица 44(4)

Крупнообломочные грунты

Значения, кПа (кгс/см2)

Галечниковые (щебенистые) с запо­лнителем:

 

песчаным

600 (6)

пылевато-глинистым при показателе текучести:

 

450 (4,5)

400 (4)

Гравийные (дресвяные) с заполнителем:

 

песчаным

500 (5)

пылевато-глинистым при показателе текучести:

 

400 (4)

350 (3,5)

2.183 (1 прил. 3). Расчетныесопротивления грунтов основания, приведенные в табл. 45-49 (1-5 прил. 3), предназначены дляпредварительного определения размеров фундаментов. Область применения значений и для окончательногоопределения размеров фундаментов указана в п. 2.182 (2.42) для табл. 45-47 (1-3прил. 3), в п. 3.41 (3.10) для табл. 48 (4 прил. 3), в п. 8.28 (8.4) для табл.49 (5 прил. 3) и в п. 11.5 (11.5) для табл. 50 (6 прил. 3).

2.184 (2 прил. 3). Длягрунтов с промежуточными значениями еи , [табл. 45-47 (табл. 1-3 прил. 3)],  и  табл. 48 (табл. 4прил. 3),  табл. 49 (табл. 5прил. 3), а также для фундаментов с промежуточными значениями табл. 50 (табл. 6прил. 3) значения и определяются по интерполяции.

2.185 (3 прил. 3). Значения  табл. 45-49 (1-5 прил.3) относятся к фундаментам, имеющим ширину м и глубину заложения м.

Таблица 46 (2 прил. 3)

Расчетные сопротивления  песчаных грунтов

 

Пески

Значения, кПа (кгс/см2), в зависимости от плотности сложения песков

 

плотные

средней плотности

Крупные

600 (6)

500 (5)

Средней крупности

500 (5)

400 (4)

Мелкие:

 

 

маловлажные

400 (4)

300 (3)

влажные и насыщенные водой

300 (3)

200 (2)

Пылеватые:

 

 

маловлажные

300 (3)

250 (2,5)

влажные

200 (2)

150 (1,5)

насыщенные водой

150 (1,5)

100 (1)

Прииспользовании значений  для окончательногоназначения размеров фундаментов пп. [2.182, 3.41, 8.28 (2.42. 3.10 и 8.4)]расчетное сопротивление грунта основания R,кПа (кгс/см2), определяется по формулам:

приd <2 м (200 см)

          (37(1 прил.3))

Таблица 47 (3 прил. 3)

Расчетныесопротивления  пылевато-глинистых

(непросадочных)грунтов

Пылевато-глинистые

грунты

Коэффициент пористости е

Значение , кПа (кгс/см2), при показателе текучести грунта

 

 

Супеси

0,5

300 (3)

300 (3)

 

0,7

250 (2,5)

200 (2)

 

0,5

300 (3)

250 (2,5)

Суглинки

0,7

250 (2,5)

180 (1,8)

 

1,0

200 (2)

100 (1)

 

0,5

600 (6)

400 (4)

Глины

0,6

500 (5)

300 (3)

 

0,8

300 (3)

200 (2)

 

1,1

250 (2,5)

100 (1)

Таблица 48 (4 прил. 3)

Расчетныесопротивления  просадочных  грунтов

 

, кПа (кгс/см2), грунтов

 

Грунты

природного сложения с плотностью в сухом состоянии , т/м3

уплотненных с плотностью в сухом состоянии , т/м3

 

1,35

1,55

1,60

1,70

Супеси

300 (3)

350 (3,5)

200(2)

250(2,5)

 

150(1,5)

180(1,8)

 

 

Суглинки

350(3,5)

400 (4)

250(2,5)

300 (3)

 

180(1,8)

200(2)

 

 

Примечание. В числителе приведены значения , относящиеся к не­замоченным просадочным грунтам со степеньювлажности ; в знаменателе - значения , относящиеся к таким же грунтам с , а также к замоченным просадочным грунтам.

Таблица 49 (5 прил. 3)

Расчетныесопротивления  насыпных грунтов

 

, кПа (кгс/см2)

 

Характеристики

насыпи

Пески крупные, средней крупности и мелкие, шлаки и т.п. при степени влажности

Пески пылеватые, супеси, суглинки, глины, золы и т.п. при степени влажности

 

Насыпи, планомерно возведенные с уплотнением

250 (2,5)

200 (2,0)

180 (1,8)

150 (1,5)

Отвалы грунтов и отходов производств:

 

 

 

 

с уплотнением

250 (2,50

200 (2,0)

180 (1,8)

150 (1,5)

без уплотнения

180 (1,8)

150 (1,5)

120 (1,2)

100 (1,0)

Свалки грунтов и отходов производств:

 

 

 

 

с уплотнением

150 (1,5)

120 (1,2)

120 (1,2)

100 (1,0)

без уплотнения

120 (1,2)

100 (1,0)

100 (1,0)

80 (0,8)

Примечания: 1. Значения  в настоящей таблицеотносятся к насыпным грунтам с содержанием органических веществ .

2. Длянеслежавшихся отвалов и свалок грунтов и отходов производств значения  принимаются с коэффициентом0,8.

Таблица 50 (6 прил. 3)

 

 

Значения  кПа (кгс/см2)

Относительное

заглубление фундамента

Пылевато-глинистые грунты при показателе текучести и плотности грунта обратной засыпки, т/м3

Пески средней крупности и мелкие маловлажные и влажные при плотности грунта обратной засыпки, т/м3

 

1,65

1,70

1,65

1,70

0,8

32 (0,32)

36 (0,36)

32 (0,32)

40 (0,40)

1,0

40 (0,40) .

45 (0,45)

40 (0,40)

50 (0,50)

1.5

50 (0,50)

65 (0,65)

55 (0,55)

65 (0,65)

2,0

60 (0,60)

85 (0,85)

70 (0,70)

85 (0,85)

2,5

-

100 (1,00)

-

100 (1,00)

Примечания: 1. Значения  для глин и суглинков споказателем текучести  и супеси при  принимаются по графе«пылевато-глинистые грунты» с введением понижающих коэффициентов соответственно0,85 и 0,7. 2.

Значения  для пылеватых песковпринимаются как для песков средней крупности и мелких с коэффициентом 0,85

при d > 2 м (200 см)

               (38(2прил. 3))

где b и d - соответственно ширина и глубиназаложения проектируемого фундамента, м (см);

- расчетное значение удельного веса грунта, расположенного вы­шеподошвы фундамента, кН/м3 (кгс/см3);

- коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных круп­нообломочнымии песчаными грунтами, кроме пылеватых пес­ков, , пылеватыми песками, супесями, суглинками и глинами ;

- коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных круп­нообломочнымии песчаными грунтами, , супесями и суглинками  и глинами .

Примечание. Для сооружений с подвалом шириной В £20 м и глубиной  м учитываемая врасчете глубина заложения наружных и внутренних фундаментов принимается равной: м (здесь - приведенная глубина заложения фундамента, определяемая поформуле (34 (8)) настоящих норм). При В >20 м принимается .

2.186. Двойную интерполяцию,необходимую для нахождения  для пылевато-глинистыхгрунтов при промежуточных значениях еи , рекомендуетсявыполнять за один прием по формуле

                            (39)

где е и - характеристики грунта, для которого ищется значение ;

и- соседние значения коэффициента пористости, в интервалемежду которыми находится коэффициент пористости для ра­ссматриваемого грунта;

и- табличные значения  для  при  и  соответственно;

и-то же, для .

Если значениекоэффициента пористости совпадает с приведенными в табл. 47 (3 прил. 3), то  определяется поформуле

                  (40)

Пример. Определение ширины ленточногофундамента по табличным значениям . Глубина заложенияфундамента м, его высота  м, нагрузка в уровневерха фундамента кН. Грунт основания - суг­линок имеет следующие физическиехаракте­ристики: .

Предварительнуюширину подошвы фундамента назначаем, пользуясь значением  по табл. 47 (табл. 3прил. 3).

Линейноинтерполируя по величине , получим

 кПа (1,9 кгс/см2).

Ширину подошвыфундамента определим по формуле

                                                  (41)

где - средневзвешенное значение удельного веса фундамента и грунтана обрезах фундамента.

Примемзначение кН/м3. Тогда ширина будет равна:

м.

Учтем влияниеглубины заложения фундамента и его ширины на величину расчетного сопротивленияпо формуле (37) (1 прил. 3).

Для суглинка

кПа (1,8 кгс/см2).

При этомширина фундамента должна быть принята равной:

м.

Вычислимрасчетное сопротивление грунта основания также и по фо­рмуле (33(7)) при м, учитывая, что при дополнительных изыскани­ях полученызначения прочностных характеристик грунта ° и кПа, удельный вес кН/м3.

Коэффициентыусловий работы грунтового основания  и условий работыздания или сооружения с основанием  примем по табл. 43(3),в которой для основания, сложенного суглинками при консистенции  эти коэффициенты равны1,1 и 1.

Коэффициент , так как использованы характеристики грунтов,полученные в результате испытаний.

По табл. 44(4) для ° имеем   .

Тогдарасчетное сопротивление грунта основания по формуле (33(7)) для бесподвальногоздания равно:

кПа (2,27 кгс/см2).

Ширинафундамента по формуле (41) равна:

м.

Давление поподошве фундамента равно:

кПа (2,27 кгс/см2).

Таким образом,использование прочностных характеристик грунта приводит, как правило, куменьшению размеров фундамента и обеспечивает большую достоверность инадежность. Поэтому даже в случаях, когда допускается использовать табличныезначения R по п. 2.182(2.42),необходимо стремиться определять это значение по фактическим прочностнымхарактеристикам грунта, определенным по действующей методике.

2.187(2.43). Расчетное сопротивление R основания, сложенного крупнообломочнымигрунтами, вычисляется по формуле (33(7)) на основе ре­зультатовнепосредственных определений прочностных характеристик грунтов. Если содержаниезаполнителя превышает 40 %, значение Rдля крупнообломочных грунтов допускается определять по характеристикамзаполнителя.

2.188(2.44). Расчетное сопротивлениегрунтов основания R в случае ихуплотнения или устройства грунтовых подушек должно определяться исходя иззадаваемых проектом расчетных значений физико-механических характеристикуплотненных грунтов.

2.189. Для правильного назначения ипоследующего производствен­ного контроля характеристик уплотняемого грунта (вгрунтовой подушке, в отсыпаемой или намываемой насыпи или в уплотняемом верхнемслое основания) в проекте основания следует приводить следующие характе­ристикигрунта как в его естественном состоянии (в котловане, карьере), так и послеуплотнения:

вид грунта(песчаного - по крупности, пылевато-глинистого - по числу пластичности,консистенции, просадочности, набухаемости и пр.);

плотностьгрунта, в том числе при оптимальной влажности уплотне­ния, плотность в сухомсостоянии грунта, а также коэффициент пористос­ти грунта;

уголвнутреннего трения, удельное сцепление и модуль деформации грунта.

2.190. Допускается прочностныехарактеристики уплотняемого грунта в проекте не указывать и ограничиватьсяназначением необходимой величины плотности пылевато-глинистого грунта приоптимальной влажности уплотнения  и плотности в сухомсостоянии песчаного грунта, если:

расчетноесопротивление грунта основания Rбудет приниматься по табличным значениям, когда это допустимо по указаниям п.2.182(2.42);

если размерыфундамента будут в большей степени зависеть от характеристик подстилающего, ане верхнего слоя, подлежащего уплотнению.

В остальныхслучаях назначение необходимых величин  обязательно.

2.191. Значения прочностныххарактеристик грунтов ( допускаетсяустанавливать для упрощения контроля уплотнения грунта по значениям егоплотности в уплотненном состоянии, в том числе: плотности в сухом состояниипесчаного грунта  и плотностипылевато-глинистого грунта  при оптимальнойвлажности.

Значения  по значению  могут определятьсядвояким путем:

на основеустанавливаемой при изысканиях экспериментальной зависимости  от различных значенийплотности одного и того же грунта, уплотненного до различной степени плотности;

по таблицамхарактеристик грунтов там, где эти таблицы допускаются к применению по п. 2.72(2.16).

В обоихслучаях допускается принимать расчетные значения , а та­кже  с коэффициентомнадежности , но при этом сопротивление грунтаоснования R следует определять поформуле (33(7)) с коэффициентом .

При большомобъеме работ по уплотнению грунтов рекомендуется предусмотреть использованиерезультатов контроля уплотнения грунтов для корректировки принятых в проектерасчетных значений  и находимых по нимзначений R и размеров фундамента.

2.192. Для назначения прочностныххарактеристик уплотненного грунта  по табл. 26 и 27(табл. 1 и 2 прил. 1) или расчетных сопротивлений  по табл. 45 и 46 (1 и2 прил. 3) необходимо вычислить коэффициент по­ристости грунта и задаться,кроме того, консистенцией пылевато-глинис­того грунта.

Оптимальнуюдля уплотнения влажность пылевато-глинистого грунта в этих расчетах можнопринимать равной 1,2 от влажности на границе плас­тичности (раскатывания).

Значения  для пылевато-глинистыхгрунтов принимаются по табл. 27 (табл. 2 прил. 1) при показателе текучести0-0,25.

Таблица 51(5)

 

 

 

Вид фундаментных плит

Значение коэффициента  для песков (кроме рыхлых) и пылевато-глинистых грунтов соответственно при коэффициенте пористости е и показателе текучести

 

Прямоугольные

1,3

1,15

1,0

С угловыми вырезами

1,3

1,15

1,15

Примечания: 1. При промежуточных значениях е и  коэффициент  принимается по интерполяции.

2. Для плит сугловыми вырезами коэффициент  учитывает повыше­ние R в соответствии с прим. 4 к п.2.174(2.41).

2.193(2.45). Расчетное сопротивление R основания при прерывистых фундаментахопределяется как для ленточных фундаментов по указаниям пп.2.174-2.188(2.41-2.44) с повышением найденного значения R коэффициентом , принимаемые по табл. 51(5).

2.194. Для устройства фундаментоврекомендуются плиты с угловыми вырезами, которые могут применяться в тех жегрунтовых условиях, что и прямоугольные плиты (в сейсмических районах, наподрабатываемых тер­риториях).

Фундаменты изплит проектируются ленточными или прерывистыми, последние с превышением или безпревышения расчетного сопротивления грунта основания.

При ленточныхфундаментах, когда ширина плит совпадает с расчетной шириной, допускаетсяприменение плит с угловыми вырезами.

2.195. При прерывистых фундаментахрасчетное сопротивление грунтов основания Rопределяется как дли ленточных фундаментов с повышением значения R коэффициентом , принимаемым по табл. 51(5).

Прерывистыефундаменты из плит прямоугольной формы и с угловы­ми вырезами не рекомендуетсяприменять:

при залеганиипод подошвой фундамента рыхлых песков;

присейсмичности района 7 или более баллов (в этом случае можно применять плиты сугловыми вырезами, укладывая их в виде непрерывной ленты);

при неравномерномнапластовании грунтов или при значительном из­менении сжимаемости грунта впределах здания или сооружения;

при залеганииниже подошвы фундаментов пылевато-глинистых грунтов с показателем текучести .

Таблица 51(5)

Расчетная ширина ленточного фундамента b, м

Ширина прерывистого фундамента, м

 

1,3

1,4

1,07

1,5

1,6

1,11

1,7

2

1,18

1,8

2

1,17

1,9

2

1,09

2,1

2,4

1,18

2,2

2,4

1,13

2,3

2,4

1,1

2,5

2,8

1,17

2,6

2,8

1,15

2,7

2,8

1,12

2,9

3,2

1,13

3

3,2

1,11

3,1

3,2

1,09

2.196. Прерывистые фундаменты спревышением расчетного сопро­тивления основания не рекомендуются:

в грунтовыхусловиях I типа по просадочности при отсутствии поверхностного уплотнениягрунта в пределах деформируемой зоны;

присейсмичности 6 баллов.

При совпаденииширины плиты с расчетной шириной фундамента плиты прямоугольной формы и сугловыми вырезами укладываются в ви­де непрерывной ленты.

В этом случаерасчетное сопротивление грунта основания R,вычис­ленное по формуле (33(7)), может быть повышено в 1,2 раза, если соблю­даютсятребования п. 2.203(2.47).

2.197. При несовпадении расчетнойширины с шириной плиты проектируются прерывистые фундаменты. Для прерывистыхфундаментов, про­ектируемых с превышением расчетного сопротивления основания,коэф­фициент превышения не должен превышать величин, приведенных в табл. 51(5), а для плит прямоугольной формы, кроме того, не должен быть бо­льшекоэффициента , приведенного в табл. 52.

В случаеприменения плит с угловыми вырезами в ленточных фундаментах и в прерывистых безпревышения расчетного сопротивления основания допускается фактическое давлениена грунт превышать расчетное сопротивление основания на 15%, т. е. .

2.198. Расчет осадки ленточных ипрерывистых фундаментов производится как сплошного ленточного фундамента насреднее давление, отнесе­нное к общей площади фундамента, включая промежуткимежду плитами и угловые вырезы.

Примеры расчета фундаментов

Пример 1. Рассчитать фундамент подстену длиной L=30 м по оси А производственного здания без подвала.Глубина заложения фундамента 2 м. Толщина фундаментной стены 30 см. Площадкасложена глинистыми грунтами, имеющими характеристики:    кН/м3; кПа; кПа;°. Нагрузка на уровне верха фундамента  кН/м. Предварительныеразмеры подошвы фундамента  м.

Определимрасчетное сопротивление грунта основания:

кПа.

Ширинафундамента

м.

Здесь - вес фундамента и грунта на его обрезах.

В этом случаерасчетная ширина фундамента практически совпадает с шириной блока, равной 2,8м. Поэтому применяем ленточный фундамент из плит с вырезами марки ФК-28-35В* вколичестве 25 шт. (25 шт.). В этом случае расход бетона составляет 31,75 м3,металла - 1,041 т. Для типовых плит по серии 1.112-5 применяем плиту маркиФЛ-28.12-3. В этом случае расход бетона составляет 34,22, ме­талла - 1,347,т.е. больше соответственно в 1,08 и 1,29 раза.

Пример 2. Рассчитать фундамент подстену длиной 40 м того же здания по оси Б.Нагрузка на уровне верха фундамента кН/м. Расчетное сопротивление грунта основания кПа. Расчетная ширина фундамента м. Среднее давление р=222кПа. Грунт имеет е=0,5.

Принимаемпрерывистый фундамент из плит прямоугольной формы шириной 2,4 м. Коэффициентпревышения расчетного сопротивления в этом случае  (табл. 50), акоэффициент  [табл. 49 (5)].Количество плит прямоугольной формы определяем по наименьшему из этихкоэффициентов. Площадь ленточного фундамента А =2,25-40=90 м2. Суммарная площадь прямоугольных плит впрерывистом фундаменте м2. Количество плит в прерывистом фундаменте

                                                            (42)

шт. (площадь плиты Л;=2,4-1,18=2,83 м2).

Расстояние между плитами

                                                      (43)

м.

Определяемсреднее давление по подошве плит по формуле

кПа.

Фактическоепревышение расчетного сопротивления

По этомудавлению подбираем марку плиты по прочности. Принима­ем марку ФЛ-24.12-2.Расход бетона составляет 31,86 м3, металла - 0,72 т.

Заменяем плитыпрямоугольные плитами с угловыми вырезами марки ФК-24.12. Площадь плит свырезами составляет 2,496 м2. Фактический коэффициент превышениярасчетного сопротивления основания для плит составляет , т.е. меньше допустимого.

Фактическоедавление по подошве прерывистого фундамента из плит с вырезами кПа.

Фактическийкоэффициент превышения расчетного сопротивления  (в случае если ,уменьшаем расстоя­ние между плитами до расстояния, при котором выполняетсяусловие ).

Дляпрерывистого фундамента применяем плиты с угловыми выреза­ми маркиФК-24.12-25В, рассчитанные на среднее давление по подошве р= =250 кПа (несущая способность указанных плит отвечает среднемудавле­нию, отнесенному к площади плиты, вычислен­ной по внешним размерам безучета площади вырезов).

Расход бетонапри блоках с вырезами составляет 29,7 м3, металла 0,63 т.

Таким образом,при устройстве прерывистых фундаментов из сплош­ных плит расход бетона больше в1,07, металла в 1,14 раза.

Пример 3. Исходные данные те же, что впримере 2, но в основании грунты залегают неравномерно, с перепадом толщиныслоя в пределах здания в два раза. В этом случае допустимо применятьпрерывистые фундаменты без превышения расчетного сопротивления основания.

Расчетнаяширина фундамента м. Применяем сплошные плиты прямоугольной формы шириной 2,4м. Расстояние между плитами определим по формуле

                                                   (44)

где и - ширина и длина типовой плиты;

- расчетная ширина ленточного фундамента.

м.

Количествоплит в прерывистом фундаменте определяется по формуле

                                                        (45)

шт.

Площадьпрерывистого фундамента м2.

Среднеедавление по подошве плит кПа.

Принимаемпрямоугольные плиты марки ФЛ-24.12-2. Расход бетона на фундамент составляет36,4 м3, металла 0,83 т.

Взаменсплошных плит можно применить плиты с вырезами марки ФК-24.12-25В*. В этомслучае расход бетона 34 м3, металла 0,73 т, что меньше, чем присплошных соответственно на 7 и 12 %.

2.199. При проектировании фундаментовследует учитывать, что:

принеобходимости должно предусматриваться заполнение с трамбо­ванием промежутков между плитами прерывистогофундамента песком или местным грунтом;

краевыедавления при внецентренной нагрузке не должны превышать 1,2 среднего давленияпо подошве;

при расчетеосадок прерывистого фундамента из любых плит его следует рассматривать какнепрерывный ленточный фундамент, равный по ширине прерывистому фундаменту;

давление поподошве плит, пересчитанное на нагрузки, принимаемые для расчетов по прочности,не должно превышать давления, на которое за­проектирована конструкция плит.

2.200(2.46). При увеличении нагрузок наоснование существующих сооружений (например, при реконструкции) расчетноесопротивление гру­нтов основания должно приниматься в соответствии с данными обих фи­зико-механических свойствах с учетом типа и состояния фундаментов инадфундаментных конструкций сооружения, продолжительности его эксплуатации,ожидаемых дополнительных осадок, при увеличении нагрузок на фундаменты и ихвлияния на примыкающие сооружения.

2.201. Давление на грунт отэксплуатируемых зданий и сооружений после стабилизации осадок может бытьповышено, если эти здания и сооружения не имеют осадочных деформаций.

Увеличениенагрузок на основания эксплуатируемых зданий и сооружений, которое можетвозникнуть при реконструкции, надстройке, капитальном ремонте и пр.,допускается в таких размерах, при которых дополнительные осадки не нарушатэксплуатационную пригодность зданий и сооружений, а также прочность и сохранностьконструкций.

Не допускаетсяувеличение нагрузок без принятия соответствующих конструктивных мероприятий,если конструкции здания или сооружения находятся в неудовлетворительном посохранности состоянии и имеют трещины и другие дефекты.

Нерекомендуется увеличивать нагрузки на здания и сооружения, возведенные нанасыпных грунтах и грунтах с растительными остатками.

2.202. Решение о допустимости ивеличине дополнительных нагрузок на основание, а также о необходимыхусилительных мероприятиях принимается проектной организацией на основетехнического обследования конструкций и инженерно-геологических исследовании.

Важноустановить, какого размера и под какими частями здания или сооруженияпроисходили осадки основания в процессе строительства и после его окончания икогда они затухли; какие возникали при этом дефо­рмации верхних конструкций ипрекратилось ли их развитие; какие пред­принимались ремонтно-укрепительныемероприятия, в том числе рихтов­ка крановых путей и другого оборудования.

При наличииосадочных деформаций следует установить маяки и в случае их разрываорганизовать наблюдение за осадками.

Дополнительныеинженерно-геологические исследования при отсутст­вии достаточных материаловизысканий, выполненных при первоначаль­ном проектировании ранее построенногоздания или сооружения, долж­нывыполняться в соответствии с требованиями действующих норматив­ных документовкак при новом проектировании.

При проведенииизысканий необходимо установить, не произошло ли существенного изменениягеологических и гидрогеологических условий под реконструируемым зданием илисооружением. При этом около существующих фундаментов (с наружной и внутреннейстороны фундамента) должны быть отрыты шурфы для уточнения размеров фундаментов,их состояния и для проведения исследований и испытаний грунтов на уровнеподошвы фундаментов и ниже ее на 0,5-1 м.

Шурфы должныотрываться как с наружной, так и с внутренней стороны фундаментов. Шурфырекомендуется располагать с таким расчетом, чтобы они находились вблизинаиболее нагруженных фундаментов (или подлежащих наибольшей дополнительнойнагрузке). Исследуются также грунты и фундаменты, над которыми в верхнихконструкциях наблюдаются какие-либо дефекты.

Расчетдополнительных осадок оснований отдельных фундаментов допускается выполнять надополнительную величину давления, возникающую при увеличении нагрузок нафундаменты, если установлено, что оса­дки от ранее существовавших нагрузокполностью стабилизировались.

2.203(2.47). Расчетное сопротивлениегрунта основания R,вычисленное по формуле (33(7)), может быть повышено в 1,2 раза, если расчетныедеформации основания (при давлении, равном R) не превосходят 40 %предельных значений [пп. 2.248-2.256 (2.51-2.55)]. При этом повышенное давлениене должно вызывать деформации основания свыше 50 % преде­льных и превышатьзначение давления из условия расчета оснований по несущей спо­собности всоответствии с требованиями пп. 2.261-2.288 (2.57- -2.65).

Пример. Определение возможностиповышения расчетного сопротив­ления грунта на 20 % вследствие малой величиныосадок. Здание крупно­панельное, высотой 9 этажей, с поперечными и продольныминесущими стенами. Междуэтажные перекрытия опираются на стены по всему конту­ру.Это здание по п. 2.178 может быть отнесено к зданиям с жесткой конст­руктивнойсхемой. Отношение длины здания к его высоте равно 1,5. Пре­дельно допустимаясредняя осадка основания фундаментов равна 10 см. Фундаменты проектируютсяленточные с глубиной заложения м, считая от уровня планировки срезкой. Предусмотрен подвалшириной 12 м и глубиной 1,2 м от отметки планировки. Толщина слоя грунта отподо­швы фундамента до пола подвала м, а толщина бетонного пола по­двала м. Удельный вес материала пола подвала кН/м3.

Нагрузка,действующая по верхнему обрезу фундамента, подсчитан­ная по грузовым площадямбез учета перераспределения надфундамент­ной конструкцией, составляет 350 кН/м.

Дляопределения нагрузки (по подошве фундамента) и величины расчетногосопротивления R примем для предварительныхрасчетов ширину ленточных фундаментов равной: м.

В этом случаедополнительная нагрузка от веса фундамента и грунта по нижнему его обрезу (приусредненном удельном весе бетона и грунта кН/м3) составит:кН/м3. Полная на­грузка равна: кН/м, а давление по подошве фунда­мента кПа (3,2 кгс/см2).

Ниже подошвыфундамента до глубины 7 м залегает песок мелкий с коэффициентом пористости е =0,74, а ниже е =0,65. Засыпка пазух фундаментов предусматривается тем же мелкимпеском с уплотнением его до плотности сухого грунта 1,6 т/м3.Уровень подземных вод расположен ниже подошвы фундамента на 8 м.

По табл. 26(табл. 1 прил. 1) нормативные значения характеристик грунта равны: кПа;кПа.

Удельный веспеска ниже подошвы фундамента кН/м3 и выше подошвы кН/м3.

Значенияпрочностных и деформационных характеристик грунта для расчетов по второмупредельному состоянию допускается принимать ра­вными нормативным. .По аналогииза расчетные значения плотности гру­нтов принимаем также их нормативныезначения. В этом случае при оп­ределении R в формулу (33(7))вводится коэффициент .

Дляопределения расчетного сопротивления по формуле (33(7)) установим в зависимостиот указанных выше инженерно-геологических и конструктивных данных коэффициенты,входящие в нее.

Коэффициенты  и  принимаем по табл. 43(3); - по указаниям п. 2.174(2.41); - по табл. 44 (4). Для мелкого песка (не насыще­нного водой) . Для зданий жесткой конструктивной схемы при относительнойего длине 1,5 коэффициент .

Посколькузначения прочностных характеристик грунта взяты из таблиц нормативные, токоэффициент .

Для ° имеем .

Определимприведенную глубину заложения фундамента от пола подвала по формуле (34(8))

м.

Расчетноесопротивление равно:

 кПа (3,4 кгс/см2).

Величинаосадки данного фундамента составляет около 2 см, что мень­ше допустимой, равной10 см. Поскольку осадка фундамента меньше 40 % допустимой, возможно увеличитьрасчетное сопротивление основания в 1,2 раза и принять равным:кПа (4,1 кгс/см2).

Тогдауточненная ширина фундамента равна: м.

При такойширине фундамента расчетное сопротивление грунта основания равно:

кПа (4 кгс/см2).

В данномслучае фактическое давление по подошве фундамента, равно: р' =R' = 410 кПа и превышает расчетное сопротивление основания R", определенное при ширине фундамента м на 3 %, что допустимо.

2.204(2.48). При наличии в пределахсжимаемой толщи основания на глубине z от подошвы фундаментаслоя грунта меньшей прочности, чем прочность грунта вышележащих слоев, размерыфундамента должны наз­начатьсятакими, чтобы обеспечивалось условие

                                              (46(9)

где и- вертикальные напряжения в грунте на глубине z от подош­вы фундамента соответственно дополнительное отнагруз­ки на фундамент и от собственного веса грунта, кПа (тс/м2);

- расчетное сопротивление грунта пониженной прочности наглубине 2, кПа (тс/м2), вычисленное по формуле (33(7)) для условногофундамента шириной , м, равной:

                                         (47(10))

где

здесь N - вертикальная нагрузка на основание от фундамента;

и- соответственно длина и ширина фундамента.

 

 

Рис. 11. Схема для проверки расчетного сопротивления по подстилающемуслою грунта

1 -грунт верхнего слоя: 2 - грунтподстилающего слоя

2.205. В случае если проверка поподстилающему слою грунта относи­тся к ленточному фундаменту, когда нагрузка N дается на 1 м, то услов­ный фундаментможно считать той же длины, что и длина проектируемо­го фундамента.

Вследствиеэтого ширину условного фундамента  допускается опре­делятьпо формуле

                                                         (48)

Дляквадратного фундамента

                                                        (49)

Пример. Определение размеров фундаментапри проверке по подстилающему слою грунта меньшей прочности, чем прочностьгрунта вышележащих слоев (рис. 11). Грунтовые условия представлены следующиминапластованиями: с поверхности до глубины 3,8 м залегают крупные пески схарактеристиками: °,кН/м3 и кПа. Пески подстилаются суглинками, имеющими характеристики: °, кПа, кН/м3 и кПа. Характеристики грунтов приняты по результатам испытаний.Здание с гибкой конструктивной схемой. Нагруз­ка на фундамент кН. Эксцентриситет нагрузки м. Глуби­на заложения фундамента - 2м.

Фундаментпринимаем квадратный со стороной м.

а) Расчетноесопротивление грунта под подошвой фундамента вычисляем по формуле (33(7)).

Коэффициентыусловий работы грунтового основания:  и .

Коэффициент .

Для ° по табл. 44(4) находим , расчетное сопротивление основания равно:

кПа.

Давление поподошве фундамента

кПа.

Принимая вовнимание, что расчетное сопротивление грунта выше фактического давления поподошве фундамента, размеры последнего могут быть уменьшены и приняты равными2,85´2,85м. В этом случае R=620 кПа и давление р=620 кПа. Величина осадки такогофундамента составляет см, что меньше предельно допустимой.

б)Осуществляем проверку по подстилающему слою, расположенно­му на глубине м ниже подошвы фундамента.

Дополнительноедавление на основание на глубине 2 м кПа;и .

Дополнительноенапряжение на глубине z равно:

кПа.

Ширинуусловного фундамента определяем по формуле (49), Для этого вначале определим

м2.

Тогда

м.

Для условногофундамента на глубине ,т. е. на кровле подстила­ющегослоя с характеристиками, приведенными выше, расчетное сопро­тивление определяем по формуле (33 (7))при значениях ; ;  и коэффициентах.

кПа.

Сравнениефактически действующего давления с :  кПа,т.е. условие (46 (9)) не выполнено, и необхо­димо увеличивать размеры фундамента.

Увеличиваемплощадь фундамента примерно пропорционально отно­шению действующего напряжения красчетному сопротивлению

м2.

Размер сторонынового фундамента м, принимаем размеры 4´4 м.

Давление поподошве фундамента равно: кПа. В этом случае кПа, а значение  на глубине 1,8 м при  и  кПа.

Величина ,равна: м2, а ширина условного фундамента м.

Расчетноесопротивление основания грунта подстилающего слоя

кПа.

Суммарноедавление на глубине z равно:  , т.е. условие (46 (9)) вновь не выполнено.

Увеличиваемразмеры фундамента до таких значений, чтобы условие (46 (9)) выполнилось. Приэтом допустимо отклонение в пределах 2 %.

2.206(2.49). Давление на грунт у краяподошвы внецентренно нагру­женного фундамента (вычисленное в предположениилинейного распре­деления давления под подошвой фундамента при нагрузках,принимаемых для расчета оснований по деформациям), как правило, должно определя­тьсяс учетом заглубления фундамента в грунт и жесткости надфундамен­тныхконструкций. Краевое давление при действии изгибающего момента вдоль каждой осифундамента не должно превышать 1,2 R и в угловой точ­ке 1,5 R (здесь R - расчетноесопротивление основания, определяемое в со­ответствии с требованиями пп.2.174-2.204(2.41- 2.48).

Примечание. При расчете оснований фундаментов мостов на внеце­нтреннуюнагрузку следует руководствоваться требованиями СНиП по проектированию мостов итруб.

2.207. При расчетевнецентренно нагруженных фундаментов помимо трапециевидных эпюр давлений могутбыть допущены и треугольные, в том числе укороченной длины, обозначающиекраевой отрыв подошвы фундамента от грунта при относительном эксцентриситетеравнодействующей более 1/6 (рис. 12).

 

 

Рис. 12. Эпюры давлений по подошвефундаментов при центральной и внецентренной нагрузках

а-г- при отсутствии нагрузок на полы; д-з- при сплошной равномерно распределенной нагрузке интенсивностью q; а ид— при центральной нагрузке; б и е- при эксцентриситете нагрузки ; в и ж - при -; г из - при  (с частичным отрывомфундамента от грунта)

Дляфундаментов колонн зданий, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью 75т и выше, а также для фундаментов колонн открытых крановых эстакад при кранахгрузоподъемностью свыше 15 т, для труб, домен и других сооружений башенноготипа или при величине расчетного сопротивления основания фундаментов менее кПа (1,5 кгс/см2) всех видов зданий и сооруженийразмеры фундаментов рекомендуется назначать такими, чтобы эпюра давлений былатрапециевидной, с отношением краевых давлений .

В остальныхслучаях для фундаментов зданий с мостовыми кранами допускается треугольнаяэпюра, но без отрыва подошвы фундамента от грунта, т. е. с относительнымэксцентриситетом равнодействующей, равным 1/6.

Дляфундаментов бескрановых зданий с подвесным транспортным оборудованиемдопускается треугольная эпюра давлений с нулевой орди­натой на расстоянии неболее 1/4длины подошвы фундамента, что соотве­тствует относительному эксцентриситетуравнодействующей не более 1/4.

Требования,ограничивающие допустимую форму эпюры давления на грунт (допустимую величинуэксцентриситета), относятся к любым основ­ным сочетаниям нагрузок.

2.208. Краевые давления определяются поформулам:

приотносительном эксцентриситете 1/6.

                                       (50)

приотносительном эксцентриситете 1/6.

                                         (51)

где N - сумма вертикальных нагрузок,действующих на основание, кроме веса фундамента и грунта на его обрезах иопределяемых для случая расчета основания по деформациям;

А - площадь подошвы фундамента;

- среднее взвешенное значение удельных весов тела фундамента,грунта и пола, расположенных над подошвой фундамента, принимается равным 20кН/м3;

d - глубина фундамента;

М - момент отравнодействующей всех нагрузок, действующих по подошве фундамента, найденных сучетом заглубления фундамента в грунте и перераспределяющего влияния верхнихконструкций или без этого учета;

W - моментсопротивления площади подошвы фундамента;

- расстояние от точки приложения равнодействующей докрая фундамента по его оси, определяемое по формуле

                                     (52)

е - эксцентриситет нагрузки по подошвефундамента, определяемый по формуле

                                            (53)

Приотносительном эксцентриситете 1/30краевые давления допускается не определять, поскольку при среднем давлениикраевое давление .

2.209. При наличии моментов,действующих в двух направлениях  и  параллельных осям х и у прямоугольного фундамента, величинанаибольшего давления в угловой точке определяется по формуле

2.210. При наличии на полах сплошнойравномерно распределенной нагрузки интенсивностью q краевые исредние эпюры давления по подо­швеследует увеличивать на величину q (см. рис. 12).

Нагрузку наполы промышленных зданий допускается принимать кПа, если в технологическом задании на проектирование не оговариваетсябольшее значение этой нагрузки.

2.211. Если нагрузка на полырасположена лишь с одной стороны фу­ндамента, она учитывается как полосовая.

При действииместной (полосовой) равномерно распределенной нагрузки интенсивностью q в виде полосы шириной  (рис. 13) средниедавления на грунт под подошвой фундамента, а также краевые давления должны бытьувеличены на , где коэффициентизменения в толще грунта давления от нагрузки на полы  принимается по табл.53 в зависи­мости ототношений  и ,в которых z и у - координатыточек, расположенных по вертикали, проходящей через рассматриваемую точку на по­дошве фундамента.

 

 

Рис. 13. Расчетные схемы для учета влияния полосовой нагрузки на

деформацию основания

а - значения коэффициента , соответствующие различным горизонтальным сечениямоснования; б—схема для примерарасчета вертикальных напряжений от полосовой нагрузки на уровне подошвыфундамента

Таблица 53

 

Коэффициент  изменения давления в толще грунта

от полосовой нагрузи в зависимости от ,

 

0

0,15

0,25

0,35

0,5

0,75

1

1,5

2

0

1

1

1

1

0,5

0

0

0

0

0,15

0,99

0,98

0,97

0,91

0,5

0,03

0

0

0

0,25

0,96

0,94

0,91

0,81

0,5

0,09

0,02

0

0

0,35

0,91

0,89

0,83

0,73

0,49

0,15

0,04

0,01

0

0,5

0,82

0,81

0,73

0,65

0,48

0,22

0,08

0,02

0

0,75

0,67

0,65

0,61

0,55

0,45

0,26

0,15

0,05

0,02

1

0,54

0,53

0,51

0,47

0,41

0,29

0,19

0,07

0,03

1,25

0,46

0,45

0,44

0,4

0,37

0,27

0,2

0,10

0,04

1,5

0,40

0,39

0,38

0,35

0,33

0,27

0,21

0,11

0,06

1,75

0,35

0,34

0,34

0,32

0,3

0,25

0,21

0,13

0,07

2

0,31

0,3

0,29

0,29

0,28

0,24

0,2

0,13

0,08

2,5

0,24

0,24

0,24

0,24

0,23

0,22

0,19

0,14

0,09

3

0,21

0,21

0,21

0,2

0,2

0,18

0,17

0,13

0,1

4

0,16

0,16

0,16

0,15

0,15

0,14

0,14

0,12

0,11

5

0,13

0,13

0,13

0,13

0,12

0,12

0,12

0,11

0,1

Таблица 54

точки

, м

При

При

 

 

 

1

1

0,08

1,6

0,19

3,8

2

0,75

0,22

4,4

0,29

5,8

3

0,5

0,48

9,6

0,41

8,2

Пример. Определение давлений по подошвефундаментов от полосовой нагрузки на полах (см. рис. 13). Фундаменты шириной b=2м заглублены от пола помещения на d=4 м; нагрузка на полах интенсивностью q=20 кПа равномернораспределена по полосе шириной м. Полоса удалена от оси фундамента на м (считая от оси полосы).

Подсчет давлений выполним длятрех точек подошвы фундамента:

1) для наиболее удаленной отполосовой нагрузки краевой точки, находящейся на расстоянии от оси полосы,равном

2) для осевой точки

3) для наиболее близкой краевойточки

Давление в указанных точкахнаходим для глубины z, равнойглубине заложения фундамента z =d и z =0,5d.

Давления определяются черезкоэффициент , найденный по табл. 53.

Подсчет приведен в табл. 54

Определение осадки 1

2.212 (1 прил. 2). Осадка основания sс использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства[п. 2.173(2.40)] определяется методом послойного суммирования по формуле

                                 (55(1прил. 2))

где - безразмерный коэффициент, равный 0,8;

- среднее значение дополнительного вертикального нормальногонапряжения в i-ом слое грунта, равноеполусумме указанных нап­ряжений на верхней и нижней  границахслоя по вертикали, проходящей через центр фундамента [см. пп. 2.13-2.215 (2-4прил. 2)];

 и - соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта;

n - число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания.

1 В настоящем разделе, кроме специально оговоренныхслучаев, приняты следующие единицы: для линейных величин - м(см), для сил - кН(кгс); для напряжений, давлений и модулей деформации - кПа (кгс/см 2);для удельного веса - кН/м3 (кгс/см 3),

При этом распределениевертикальных нормальных 2 напряжений по глубине основанияпринимается в соответствии со схемой, приведенной на рис. 14 (1 прил. 2).

2 Далее для краткости слово«нормальное» опускается.

Примечание. При значительной глубине заложения фундаментов ра­счетосадки рекомендуется производить о использованием расчетных схем, учитывающихразуплотнение грунта вследствие разработки котлова­на.

 

 

Рис. 14. (1 прил. 2). Схема распределениявертикальных напряжений в линейно-деформируемом полупространстве.

DL -отметка планировки; HL - отметка поверхности природного рельефа; FL - отметка подошвы фундамента; WL - уровень подземных вод; В.С - нижняя граница сжимаемой толщи; d и dn - глубина заложения фундамента соответственно отуровня планировки и повер­хности природного рельефа; b - ширина фундамента; р- среднее давление под подошвой фундамента; р0- дополнительное давление на основание;  и - вертикальное напряжение от собственного веса грунта наглубине z от подо­швы фундамента и на уровне подошвы;  и - дополнительное вертикальное на­пряжение от внешней нагрузкина глубине z от подошвы фундамента и на уровне по­дошвы; - глубина сжимаемой толщи

2.213 (2 прил. 2). Дополнительные  вертикальные напряжения на глубине z отподошвы фундамента: - по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, и - во вертикали, проходящей через угловую точку прямоугольногофундамента, определяются ло формулам

                                           (56(2прил. 2))

                                        (57(3прил. 3))

где - коэффициент, принимаемый по табл. 55 (1 прил. 2) в зависи­мостиот формы подошвы фундамента и относительно глу­бины, равной: - при определении  и  - при оп­ределении ;

- дополнительное вертикальное давление на основание (дляфундаментов шириной м принимается ;

р - среднее давление под подошвой фундамента;

- вертикальное напряжение от собственного веса грунта науровне подошвы фундамента [при планировке срезкой принимается   , при отсутствиипланировки и планировке подсыпкой , где - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы, d и dn- обозначе­ны на рис. 14 (1 прил. 2)].

Таблица 55 (1 прил. 2)

Коэффициент

 

Коэффициент для фундаментов

 

 

круг­лых

прямоугольных с соотношением сторон

, равным

ленто­чных

(h³10)

 

 

1,0

1,4

1,8

2,4

3,2

5

 

0

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

0,4

0,949

0,960

0,972

0,975

0,976

0,977

0,977

0,977

0,8

0,756

0,800

0,848

0,866

0,876

0,879

0,881

0,881

1,2

0,547

0,606

0,682

0,717

0,739

0,749

0,754

0,755

1,6

0,390

0,449

0,532

0,578

0,612

0,629

0,639

0,642

2,0

0,285

0,336

0,414

0,463

0,505

0,530

0,545

0,550

2,4

0,214

0,257

0,325

0,374

0,419

0,449

0,470

0,477

2,8

0,165

0,201

0,260

0,304

0,349

0,383

0,410

0,420

3,2

0,130

0,160

0,210

0,251

0,294

0,329

0,360

0,374

3,6

0,106

0,131

0,170

0,209

0,250

0,285

0,319

0,337

4,0

0,087

0,108

0,145

0,176

0,214

0,248

0,285

0,306

4,4

0,073

0,091

0,123

0,150

0,185

0,218

0,255

0,280

4,8

0,062

0,077

0,105

0,130

0,161

0,192

0,230

0,258

5,2

0,053

0,067

0,091

0,113

0,141

0,170

0,208

0,239

5,6

0,046

0,058

0,079

0,099

0,124

0,152

0,189

0,223

6,0

0,040

0,051

0,070

0,087

0,110

0,136

0,173

0,208

6,4

0,036

0,045

0,062

0,077

0,099

0,122

0,158

0,196

6,8

0,031

0,040

0,055

0,064

0,088

0,110

0,145

0,185

7,2

0,028

0,036

0,049

0,062

0,080

0,100

0,133

0,175

7,6

0,024

0,032

0,044

0,056

0,072

0,091

0,123

0,166

8,0

0,022

0,029

0,040

0,051

0,066

0,084

0,113

0,158

8,4

0,021

0,026

0,037

0,046

0,060

0,077

0,105

0,150

8,8

0,019

0,024

0,033

0,042

0,055

0,071

0,098

0,143

9,2

0,017

0,022

0,031

0,039

0,051

0,065

0,091

0,137

9,6

0,016

0,020

0,028

0,036

0,047

0,060

0,085

0,132

10,0

0,015

0,019

0,026

0,033

0,043

0,056

0,079

0,26

10,4

0,014

0,017

0,024

0,031

0,040

0,052

0,074

0,122

10,8

0,013

0,016

0,022

0,029

0,037

0,049

0,069

0,117

11,2

0,012

0,015

0,021

0,027

0,035

0,045

0,065

0,113

11,6

0,011

0,014

0,020

0,025

0,033

0,042

0,061

0,109

12,0

0,010

0,013

0,018

0,023

0,031

0,040

0,058

0,106

Примечания: 1. Втабл. 55 (1 прил. 2) обозначено: b - ширина или диа­метр фундамента, l - длина фундамента.

2. Дляфундаментов, имеющих подошву в форме правильного многоу­гольника с площадью А, значения aпринимаются как для круглых фунда­ментов радиусом .

3. Дляпромежуточных значений zи h) коэффициент a определяется по интерполяции.

 

 

Рис 15. (2 прил. 2). Схема к определениюдополнительных вертикаль­ных напряжений  в основаниирассчитываемого фундамента с уче­том влияния соседнего фундамента методомугловых точек

а - схема расположениярассчитываемого 1 и влияющегофундамента 2: б - схема расположенияфиктивных фундаментов с указанием знака напряжений  в формуле 58 (4 прил.2) под углом j-го фундамента

2.214 (3 прил. 2). Дополнительныевертикальные напряжения  на глубине z по вертикали, проходящей через произвольную точку А (в пределах или за пределамирассматриваемого фундамента с дополнитель­ным давлением по подошве, равным ) определяются алгебраическим суммированием, напряжений  в угловых точкахчетырех фиктивных фундаментов [рис. 15 (2 прил. 2)] по формуле

                             (58(4прил. 2))

2.215 (4 прил. 2). Дополнительныевертикальные напряжения на глубине z повертикали, проходящей через центр рассчитываемого фунда­мента, с учетом влияниясоседних фундаментов или нагрузок па прилега­ющие площади определяются поформуле

                 (59(5прил. 2))

где k - число влияющих фундаментов.

2.210. При сплошной равномернораспределенной нагрузке на поверх­ности земли интенсивностью q (например, от веса планировочной насы­пи)значение для любой глубины 2 определяется по формуле

                                             (60)

В случае односторонней пригрузки(на полуплоскости)

                                         (61)

2.217 (5 прил. 2). Вертикальноенапряжение от собственного веса гру­нта  награнице слоя, расположенного на глубине z отподошвы фун­дамента, определяется по формуле

                       (62(6прил. 2))

где - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамен­та;

- обозначение - см. рис. 14 (1 прил. 2);

и- соответственно удельный вес и толщина i-гo слоя грунта.

Удельный весгрунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, но вы­ше водоупора, долженприниматься с учетом взвешивающего действия воды [см. формулу (36)].

Удельный весполностью водонасыщенных грунтов (степень водона­сыщения ,удельный вес ) с учетом взвешивающего дейст­вия водыопределяется по формуле

                                              (63)

где - удельный вес грунта при полном водонасыщении;

- удельный вес воды.

Приопределении  вводоупорном слое следует учитывать давле­ние столба воды, расположенного вышерассматриваемой глубины.

2.218 (6 прил. 2). Нижняя границасжимаемой толщи основания принимается на глубине , где выполняется условие  (здесь - дополнительное вертикальное напряжение наглубине  по вертикали,проходящей через центр подошвы фундамента, определяе­мое по указаниям пп. 2.213и 2.215 (2 и 4 прил. 2); - вертикальное нап­ряжение от собственного весагрунта, определяемое по п. 2.217 (5 прил. 2).

Если найденнаяпо указанному выше условию нижняя граница сжима­емой толщи находится в слоегрунта с модулем деформации  МПа (50кгс/см2) или такой слой залегает непосредственно ниже глубины , нижняя граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия.

Пример. Рассчитать осадку фундаментаФ-1 здания с учетом влияния нагрузки на фундамент Ф-2 .(рис. 16) при следующихданных.

 

 

Рис. 16. К расчету осадки фундамента Ф-1 сучетом влияния соседнего фундамента Ф-2

1 - песок пылеватый; 2 -песок мелкий; 3- то же, ниже уровняподзем­ных вод; В.С1- нижняя граница сжимаемой толщи для фундамента Ф-1 без учета влияния Ф-2; В.С2 - то же с учетом этоговлияния. Значения  (вертикальныенормальные нап­ряжения только от нагрузки, действующей на фундамента Ф-1,указаны в скобках)

С поверхностидо глубины 6 м залегает песок пылеватый (слой 1) со следующимихарактеристиками:  кН/м3 (2,66тс/м3);  кН/м3 (1,78тс/м3);  кПа (0,04кгс/см2); °;  МПа (180 кгс/см2).Прочностные и деформационные характерис­тики приняты по табл. 26 (табл. 1 прил.1).

Слой 2 - песокмелкий со следующими характеристиками:  кН/м3 (2,66тс/м3);  кН/м3 (1,99тс/м3);  кПа (0,02кгс/см2); °;  МПа (280 кгс/см2).

Уровеньподземных вод находится на глубине 6,8 м от поверхности. Удельный вес пескамелкого с учетом взвешивающего действия воды определяем по формуле (36)

 кН/м3 (1,02 тс/м3).

Суммарнаянагрузка на основание от каждого фундамента ,МН=5400 кН (540 тс). Глубина заложения  м.Размеры фундаментов в плане 4´4 м приняты исходя из условия, чтобы среднее давлениепо подошве р не превышало расчетногосопротивления грунта основания R. Вданном случае получено

кПа (3,38 кгс/см2)<R=341 кПа(3,41 кгс/см2).

Дополнительноедавление на основание

 кПа (3 кгс/см2).

Значения  по осифундамента Ф-1 получаем суммированием напряжении  от давления  под самим фундаментоми дополните­льного напряжения  от влияния фундаментаФ-2. Последнее определяем методом угловых точек по формуле (58) (4 прил. 2) какалгебраичес­кую сумму напряжений на рассматриваемой глубине в угловой точке М четырех загруженных площадей(фиктивных фундаментов): MLAT и MNDL с положительным давлением  и МКВIи MNCK - сотрицательным (см. рис. 16).

Соотношениясторон указанных прямоугольных фундаментов равны: для EFGH(Ф-1) ; для MLAT и MNDL ;

для MKBIи MNCK .

Разбиваемоснование на слои толщиной  м. При этом  и .

Вычислениясведены в табл. 56, в которой коэффициенты затухания на­пряжений  по вертикали,проходящей через точку М, приняты потабл. 55 (табл. 1 прил. 2) и относятся к прямоугольникам:  - EFGH (Ф-1),  - MLAT и MNDL,  - MKBI и MNCK,  - ABCD (Ф-2).Коэффициент  определен с учетомформул 58 (4 прил. 2) и 57 (3 прил. 2):  . Он учитывает влияние нагрузки от фундамента Ф-2.Коэффициент  принят в соответствиис формулой (59) (5 прил. 2).

Напряжения отвнешней нагрузки (нагрузок на фундаменты Ф-1 и Ф-2)  вычислены по формулам (56) (2 прил. 2), (58)(4 прил. 2) и (59) (5 прил. 2), напряжения от собственного веса грунта - по форму­ле (62) (6 прил. 2).


Таблица 56

 

 

Коэффициенты

Напряжения, кПа

Модуль

Глубина

z, м

 

 

 

 

 

от внешней нагрузки

от собственного

веса грунта

деформа­ции Е,

 

 

 

 

 

 

 

МПа

0

0

1,000

1,000

1,000

0

1,000

300

0

300

36

7

 

0,8

0,4

0,960

0,977

0,977

0

0,960

288

0

288

50

10

 

1,6

0,8

0,800

0,881

0,878

0,002

0,802

240

0

240

64

13

 

2,4

1,2

0,606

0,754

0,748

0,003

0,609

182

1

183

78

16

18

3,2

1,6

0,449

0,639

0,627

0,006

0,455

135

2

137

93

19

 

4,0

2,0

0,336

0,545

0,525

0,010

0,346

101

3

104

107

21

 

4,8

2,4

0,257

0,470

0,443

0,014

0,271

77

4

81

123

25

 

5,6

2,8

0,201

0,410

0,376

0,017

0,218

60

5

65

131

26

 

6,4

3,2

0,160

0,360

0,322

0,019

0,179

48

6

54

139

28

 

7,2

3,6

0,130

0,320

0,278

0,021

0,151

39

6

45

147

29

28

8,0

4,0

0,108

0,285

0,241

0,022

0,130

32

7

39

156

31

 

8,8

4,4

0,091

0,256

0,211

0,023

0,113

27

7

34

164

33

 


Как видно из табл. 50, условие  выполняется на глубинеz=8 м, а условие  - на глубине z=8,8 м.

Определяем осадку фундамента Ф-1по формуле (55) (1 прил. 1):

без учета влияния Ф-2 s=0,8×0,8[(300 + 2×288 + 2×240 + 2×183 + 2×135 + 101)/ /(2×18000)+(101 + 2×77+ 2×60+ 2×48+ 2×39+ 32)/(2×28000)]=0,043 м = 4,3см;

с учетом влияния Ф-2 s=0,8×0,8[(300+ 2×288+ 2×240+ 2×183+ 2×137+ 104) /(2×18000)+ (104 + 2×81+ 2×65+ 2×54+ 2