Предельные деформации основания 3 страница

- толщина -го слоя, см;

- коэффициент, определяемый в соответствии с 6.1.13;

- число слоев, на которое разбита зона просадки , принимаемое в соответствии с 6.1.17.

6.1.12 Относительную просадочность грунта определяют на основе испытаний грунта в лабораторных условиях (#M12291 901705972ГОСТ 23161#S) по формуле

, (6.2)

где и - высота образца, см, соответственно природной влажности и после его полного водонасыщения () при давлении , кПа, равном вертикальному напряжению на рассматриваемой глубине от внешней нагрузки и собственного веса грунта при определении просадки грунта в верхней зоне просадки; при определении просадки грунта в нижней зоне просадки также учитывают дополнительную нагрузку от сил негативного трения;

- высота, см, того же образца природной влажности при .

Значение может быть определено также в полевых условиях по испытаниям грунта штампом с замачиванием (#M12293 0 1200005628 3271140448 3849352603 247265662 4292034307 3918392535 2960271974 1708345375 3537810655ГОСТ 20276#S).

6.1.13 Коэффициент , входящий в формулу (6.1), при 12 м принимают равным единице для всех слоев грунта в пределах зоны просадки; при 3 м вычисляют по формуле

, (6.3)

где - среднее давление под подошвой фундамента, кПа;

- начальное просадочное давление грунта -го слоя, кПа, определяемое в соответствии с 6.1.14;

- давление, равное 100 кПа.

При 3 м < <12 м определяют интерполяцией.

При определении просадки грунта от собственного веса следует принимать = 1 при 15 м и = 1,25 при 20 м, при промежуточных значениях коэффициент определяют интерполяцией.

6.1.14 За начальное просадочное давление принимают давление, соответствующее:

- при лабораторных испытаниях грунтов в компрессионных приборах (#M12291 901705972ГОСТ 23161#S) - давлению, при котором относительная просадочность равна 0,01;

- при полевых испытаниях штампами предварительно замоченных грунтов (#M12293 0 1200005628 3271140448 3849352603 247265662 4292034307 3918392535 2960271974 1708345375 3537810655ГОСТ 20276#S) - давлению, равному пределу пропорциональности на графике "нагрузка-осадка";

- при замачивании грунтов в опытных котлованах - вертикальному напряжению от собственного веса грунта на глубине, начиная с которой происходит просадка грунта от собственного веса.

6.1.15 Толщину зоны просадки грунта принимают равной (рисунок 6.1):

толщине верхней зоны просадочной толщи при определении просадки грунта от внешней нагрузки (6.1.4), при этом нижняя граница указанной зоны соответствует глубине, где (рисунок 6.1 , б) или глубине, где значение минимально, если (рисунок 6.1, в);

толщине нижней зоны просадочной толщи , при определении просадки грунта от собственного веса , (6.1.4 и 6.1.5), т.е. начиная с глубины , где , или значение минимально, если , и до нижней границы просадочной толщи.

- просадка от собственного веса отсутствует (не превышает 5 см), возможна только просадка

от внешней нагрузки в верхней зоне просадки (I тип грунтовых условий); б, в, г - возможна просадка

от собственного веса в нижней зоне просадки , начиная с глубины (II тип грунтовых условий);

б - верхняя и нижняя зоны просадки не сливаются, имеется нейтральная зона ; в - верхняя и нижняя

зоны просадки сливаются; г - просадка от внешней нагрузки отсутствует; 1 - вертикальные напряжения

от собственного веса грунта ; 2 - суммарные вертикальные напряжения от внешней нагрузки

и собственного веса грунта ; 3 - изменение с глубиной начального просадочного

давления ; - толщина слоя просадочных грунтов (просадочная толща);

- глубина заложения фундамента

Рисунок 6.1 - Схемы к расчету просадок основания

6.1.16 При отсутствии опытных определений начального просадочного давления суммирование по формуле (6.1) производят до глубины, на которой относительная просадочность от давления равна 0,01.

6.1.17 Для расчета просадки грунта от нагрузки фундамента просадочную толщу разбивают на отдельные слои в соответствии с литологическим разрезом и горизонтами определения . При этом толщина слоев должна быть не более 2 м, а изменение суммарного напряжения в пределах каждого слоя не должно превышать 200 кПа. При расчете просадок по формуле (6.1) учитывают только слои грунта, относительная просадочность которых при фактическом напряжении 0,01. Слои, в которых <0,01, исключают из рассмотрения. Указанные требования относятся и к расчету максимальной просадки грунта от собственного веса по формуле (6.1).

6.1.18 Возможную просадку грунта от собственного веса , см, при замачивании сверху малых площадей (ширина замачиваемой площади меньше размера просадочной толщи ) определяют по формуле

, (6.4)

где - максимальное значение просадки грунта от собственного веса, см, определяемое в соответствии с 6.1.11.

6.1.19 При проектировании оснований, сложенных просадочными грунтами, в случае их возможного замачивания (6.1.2, а) должны предусматриваться мероприятия, исключающие или снижающие до допустимых пределов просадки оснований и (или) уменьшающие их влияние на эксплуатационную пригодность сооружений в соответствии с 6.1.21 и 6.1.22.

В случае невозможности замачивания основания в течение всего срока эксплуатации сооружения (с учетом его возможной реконструкции) просадочные свойства грунтов допускается не учитывать, однако в расчетах должны использоваться физико-механические характеристики грунтов, соответствующие установившейся влажности (см. 6.1.7).

6.1.20 Расчет просадки в грунтовых условиях I типа не производят, если в пределах всей просадочной толщи сумма вертикальных напряжений от внешней нагрузки и от собственного веса грунта не превышает начальное просадочное давление .

6.1.21 При возможности замачивания грунтов основания (см. 6.1.2) следует предусматривать одно из следующих мероприятий:

а) устранение просадочных свойств грунтов в пределах всей просадочной толщи (6.1.22);

б) прорезку просадочной толщи фундаментами, в том числе свайными и массивами из закрепленного грунта (6.1.23);

в) комплекс мероприятий, включающий частичное устранение просадочных свойств грунтов, водозащитные и конструктивные мероприятия (подраздел 5.8).

В грунтовых условиях II типа наряду с устранением просадочных свойств грунтов или прорезкой просадочной толщи глубокими фундаментами должны предусматриваться водозащитные мероприятия, а также соответствующая компоновка генплана.

Выбор мероприятий должен производиться с учетом типа грунтовых условий, вида возможного замачивания, расчетной просадки, взаимосвязи проектируемых сооружений с соседними объектами и коммуникациями в соответствии с требованиями 4.1.

6.1.22 Устранение просадочных свойств грунтов достигается:

а) в пределах верхней зоны просадки или ее части уплотнением тяжелыми трамбовками, устройством грунтовых подушек, вытрамбовыванием котлованов, в том числе с устройством уширения из жесткого материала (бетона, щебня, песчано-гравийной смеси), химическим или термическим закреплением;

б) в пределах всей просадочной толщи - глубинным уплотнением грунтовыми сваями, предварительным замачиванием грунтов основания, в том числе с глубинными взрывами, химическим или термическим закреплением.

6.1.23 При проектировании глубоких фундаментов следует учитывать:

в грунтовых условиях I типа - сопротивление грунта по боковой поверхности фундаментов;

в грунтовых условиях II типа - негативное трение грунта по боковой поверхности фундаментов, возникающее при просадке грунтов от собственного веса.

6.2 Набухающие грунты

6.2.1 Основания, сложенные набухающими грунтами, должны проектироваться с учетом способности таких грунтов при повышении влажности увеличиваться в объеме - набухать. При последующем понижении влажности у набухающих грунтов происходит обратный процесс - усадка.

Необходимо учитывать, что способностью набухать при увеличении влажности обладают некоторые виды шлаков (например, шлаки электроплавильных производств), а также обычные глинистые грунты, не набухающие при увеличении влажности, если они замачиваются химическими отходами производств (например, растворами серной кислоты).

Возможность набухания шлаков при их увлажнении и глинистых грунтов при замачивании химическими отходами производств устанавливают опытным путем в лабораторных или полевых условиях.

6.2.2 Набухающие грунты характеризуются относительным набуханием при заданном давлении , давлением набухания , влажностью набухания и относительной усадкой при высыхании .

Указанные характеристики определяют в соответствии с 6.2.7, 6.2.10 и 6.2.16.

6.2.3 При проектировании оснований, сложенных набухающими грунтами, следует учитывать возможность:

- набухания грунтов за счет подъема уровня подземных вод или инфильтрации - увлажнения грунтов производственными или поверхностными водами;

- набухания грунтов за счет накопления влаги под сооружениями в ограниченной по глубине зоне вследствие нарушения природных условий испарения при застройке и асфальтировании территории (экранирование поверхности);

- набухания и усадки грунта в верхней части зоны аэрации - за счет изменения водно-теплового режима (сезонных климатических факторов);

- усадки за счет высыхания от воздействия тепловых источников.

Примечание - При проектировании заглубленных частей сооружений необходимо учитывать горизонтальное давление, возникающее при набухании и усадке грунтов.

6.2.4 Горизонтальное давление , кПа, определяют по формуле

, (6.5)

где - коэффициент условий работы, равный 0,85;

- коэффициент, зависящий от интенсивности набухания и принимаемый по таблице 6.1;

- максимальное горизонтальное давление, определяемое в лабораторных условиях, кПа.

Таблица 6.1

#G0Интенсивность набухания за 1 сут, %	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7
	1,40	1,25	1,12	1,05	1,02	1,01	1,00

6.2.5 Основания, сложенные набухающими грунтами, должны рассчитываться в соответствии с требованиями раздела 5.

Деформации основания в результате набухания или усадки грунта должны определяться путем суммирования деформаций отдельных слоев основания согласно 6.2.9 и 6.2.15.

При определении деформаций основания осадка его от внешней нагрузки и возможная осадка от уменьшения влажности набухающего грунта должны суммироваться. Подъем основания в результате набухания грунта определяют в предположении, что осадки основания от внешней нагрузки стабилизировались.

Предельные значения деформаций, вызываемых набуханием (усадкой) грунтов, допускается принимать в соответствии с указаниями приложения Е с учетом требований 5.5.50.

6.2.6 При расчете оснований из набухающих грунтов должны применяться характеристики грунтов при их природной плотности и влажности. При расчете оснований из набухающих грунтов после их предварительного замачивания используют характеристики грунта в замоченном состоянии.

Расчетное сопротивление грунтов оснований, сложенных набухающими грунтами, вычисляют по формуле (5.5). При этом рекомендуется учитывать допустимость его повышения согласно указаниям 5.5.24, что будет способствовать уменьшению подъема фундамента при набухании грунта.

6.2.7 Относительное набухание , давление набухания и относительную усадку определяют по результатам лабораторных испытаний (#M12291 1200000056ГОСТ 24143#S) с учетом указанных в 6.2.3 причин набухания или усадки. Эти характеристики могут быть получены также по данным полевых испытаний грунтов штампом (за исключением слабонабухающих грунтов).

6.2.8 Нормативные значения характеристик и набухающих грунтов вычисляют как средние значения результатов их определений (#M12291 1200000431ГОСТ 20522#S). Расчетные значения этих характеристик допускается принимать равными нормативным ( =1).

6.2.9 Подъем основания при набухании грунта , см, определяют по формуле

, (6.6)

где - относительное набухание грунта -го слоя, определяемое в соответствии с 6.2.10;

- толщина -го слоя грунта, см;

- коэффициент, определяемый в соответствии с 6.2.12;

- число слоев, на которое разбита зона набухания грунта.

6.2.10 Относительное набухание грунта при инфильтрации влаги определяют по формуле

, (6.7)

где - высота образца, см, природной влажности и плотности, обжатого без возможности бокового расширения давлением , равным суммарному вертикальному напряжению на рассматриваемой глубине (значение определяют в соответствии с 6.2.13);

- высота того же образца, см, после замачивания до полного водонасыщения и обжатого в тех же условиях.

По результатам испытаний образцов грунта при различном давлении строят зависимости и и определяют давление набухания , соответствующее = 0.

При экранировании поверхности и изменении водно-теплового режима относительное набухание определяют по формуле

, (6.8)

где - коэффициент, определяемый опытным путем (при отсутствии опытных данных принимают равным 2);

- конечная (установившаяся) влажность грунта, доли единицы, определяемая по 6.2.11;

и - соответственно начальные значения влажности и коэффициента пористости грунта, доли единицы.

6.2.11 Значение , -го слоя при экранировании поверхности определяют по экспериментальной зависимости влажности набухания от нагрузки при давлении , кПа, вычисляемом по формуле

, (6.9)

где - удельный вес воды, кН/м ;

- расстояние от экранируемой поверхности до уровня подземных вод, м;

- глубина залегания рассматриваемого слоя, м;

- суммарное напряжение в рассматриваемом -м слое, кПа;

- удельный вес грунта -го слоя, кН/м .

Значение () в формуле (6.8) при изменении водно-теплового режима определяют как разность между наибольшим (в период максимального увлажнения) и наименьшим (в период максимального подсыхания) значениями влажности грунта. Коэффициент пористости в этом случае принимают для влажности грунта, отвечающей периоду максимального подсыхания. Профиль влажности массива для случая максимального увлажнения и подсыхания определяют экспериментальным путем в полевых условиях.

6.2.12 Коэффициент , входящий в формулу (6.6), в зависимости от суммарного вертикального напряжения на рассматриваемой глубине принимают равным 0,8 при = 50 кПа и =0,6 при =300 кПа, а при промежуточных значениях определяют интерполяцией.

6.2.13 Суммарное вертикальное напряжения , кПа, на глубине от подошвы фундамента (рисунок 6.2) определяют по формуле

, (6.10)

где , - вертикальные напряжения coответственно от нагрузки фундамента и от собственного веса грунта, кПа;

- дополнительное вертикальное давление, кПа, вызванное влиянием веса неувлажненной части массива грунта за пределами площади замачивания, определяемое по формуле

, (6.11)

здесь - коэффициент, принимаемый по таблице 6.2;

- удельный вес грунта, кН/м ;

- см. рисунок 6.2.