Проектирование на набухающих и дающих усадку грунтах

Набухающие грунты (некоторые глинистые грунты) увеличивают свой объем (набухают) при повышенной влажности и уменьшают его при последующем снижении влажности. Напряжения при пучении грунтов велики, они вызывают подъем зданий и сооружений с последующей мгновенной (катастрофической) осадкой, ведущей к деформациям, трещинам, кренам и др.

Выбор конструкции фундамента на пучинистых промерзающих грунтах производят на основе технико-экономического сравнения вариантов фундаментов исходя из инженерно-геологических условий строительной площадки. При этом основными характеристиками пучинистых грунтов являются высота поднятия поверхности промерзшего грунта и относительное пучение.

Основным мероприятием, предотвращающим морозное пучение, является заложение подошвы ниже расчетной глубины промерзания. Но такое решение не исключает морозного пучения малонагруженных фундаментов, поэтому для таких фундаментов нужно применять мероприятия по исключению пучения (например, устройство подушек из непучинистых материалов, наклонных граней с прокладкой двух слоев изоляции для предотвращения действия больших касательных усилий). Можно применять фундаменты из забивных блоков и в вытрамбованных котлованах. При устройстве подушки используют песок крупный или средней крупности, мелкий щебень и др. Вместе с тем при технико-экономическом обосновании возможно применение малозаглублен-ных фундаментов на пучинистых грунтах при выполнении комплекса необходимых мероприятий.

При проектировании фундаментов назначается глубина заложения фундамента с учетом предупреждения промерзания и пучения грунта под подошвой; при применении подушки из непу-чинистого материала задаются размерами подошвы фундамента и толщиной подушки; рассчитывают основания и фундаменты (по устойчивости и прочности на воздействие сил морозного пучения, по деформации промерзающих грунтов).

При проектировании фундаментов на набухающих грунтах необходимо учитывать возможное набухание при подъеме уровня грунтовых вод; набухание и усадку грунтов в результате изменения водно-теплового режима, усадку грунтов в процессе их высыхания. На величину набухания оказывают влияние влажность и плотность грунтов. Увеличение начальной влажности способствует уменьшению набухания; с увеличением начальной плотности линейно возрастает набухание грунта. Основными характеристиками набухающих грунтов являются давление набухания, влажность набухания, относительное набухание при заданном давлении; относительная усадка при высыхании.

Нормативные значения относительного набухания и относительной усадки определяют по результатам лабораторных опытов при невозможности бокового расширения или по данным полевых испытаний.

При расчете оснований из набухающих грунтов деформации уплотнения основания от внешней нагрузки и возможную осадку от уменьшения влажности суммируют. Подъем основания при набухании грунтов рассчитывают в предположении полной стабилизации осадок уплотнения грунтов от внешней нагрузки. Если расчетные деформации оснований больше допустимых, то вводят водозащитные мероприятия (планировку территории со стоком атмосферных вод в канализацию, организованный отвод воды с кровель, устройство отмосток с уклоном не менее 3° и др.); предварительное замачивание набухающих грунтов в пределах всей зоны или ее части; устройство компенсирующих песчаных подушек; замену набухающего грунта не набухающим полностью или частично; полную или частичную прорезку фундаментами слоя набухающих грунтов.