содержание      ..     2      3      4      5     ..

Руководство по проектированию оснований зданий и сооружений (1978 год) - часть 4

Рис, 3.42. Предварительные размеры ленточного фундамента для примера определения коэффициента устойчивости способом «круга трения»

Аналогично производится расчет на плоский сдвиг по плоскости слабого слоя грунта.


 

РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ ФУНДАМЕНТОВ ПРИ ДЕЙСТВИИ СИЛ МОРОЗНОГО ПУЧЕНИЯ ГРУНТОВ ОСНОВАНИЯ

3.317 (3.82). Расчет устойчивости фундаментов при действии сил морозного пучения грунтов основания должен выполняться в соответствии с указаниями приложения 6 «Проверка устойчивости фундаментов при действии сил морозного пучения грунтов оснований» (пп. 3.318—3.331 Рук.).

3.318 (1 прил. 6). Расчет устойчивости положения фундаментов при действии сил морозного пучения грунтов основания должен производиться в случаях, когда грунты, соприкасающиеся с боковой поверхностью фундаментов или расположенные под их подошвой, являются пучинистыми и возможно их промерзание.

3.319 (2 прил. 6). К пучинистым грунтам следует относить пески мелкие и пылеватые, а также глинистые грунты и крупнообломочные с глинистым заполнителем, если уровень грунтовых вод расположен на глубине, Незначительно превышающей расчетную глубину промерзания этих грунтов [п. 4 настоящего приложения (п. 3.321 рук.)].

Примечание. Пески гравелистые, крупные и средней крупности, крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем и скальные грунты при любом положении уровня грунтовых вод относятся к непучинистым грунтам.

3.320 (3 прил. 6). При проверке действия сил морозного пучения на положение фундаментов следует учитывать, что:

а) чем ближе уровень грунтовых вод к глубине промерзания, тем большей степенью пучинистости обладают грунты и поэтому большей величиной сил пучения;

б) поскольку расчетная глубина промерзания по пп. 3.32—3.34 и 3.39 настоящей главы (Пп. 3.144—3.147 и 3.155 Рук.) зависит от теплового режима и конструктивных особенностей возводимых зданий и сооружений, то один и тот же грунт у фундаментов различных зданий может обладать неодинаковой степенью пучинистости.

3.321 (4 прил. 6). Степень морозной пучинистости грунтов определяется по табл. 1 (табл. 3.39 Рук.) в зависимости от положения уровня грунтовых вод г ниже расчетной глубины промерзания грунта у фундаментов, а для глинистых грунтов и от их консистенции IL В случае несовпадения результатов определения по обоим показателям степень пучинистости принимается наибольшей из полученных.

3.322. Классификация степени пучинистости грунтов введена в нормы проектирования оснований для упорядочения выбора мероприятий, уменьшающих возможность появления и величину деформаций вследствие морозного пучения грунтов.

Поскольку пучинистость грунтов зависит от их дисперсности и близости расположения уровня грунтовых вод, то степень пучинистости поставлена в зависимость от обоих факторов. Для глинистых грунтов дан один обобщающий фактор — консистенция грунта.

Примеры определения степени пучинистости

Пример 1. Грунт — супесь с уровнем стояния грунтовых вод 4 м от планировочной отметки. Консистенция в слое промерзания IL — =0,2. Нормативная глубина промерзания 2,5 м. Здание с полами по грунту, коэффициент m1= 0,6.

Расчетная глубина промерзания равна

Таблица 3.39 (1 прил. 6)

Степень морозной пучинистости грунтов

Примечания. 1. Консистенция глинистых грунтов IL должна приниматься по их природной влажности, соответствующей периоду начала промерзания (до миграции влаги в результате действия отрицательных температур). При наличии в пределах расчетной глубины промерзания глинистых грунтов различной консистенции степень морозной пучинистости этих грунтов в целом принимается по среднему взвешенному значению их консистенции IL.

2. Уровень грунтовых вод должен приниматься с учетом прогноза его изменения согласно требованиям пп. 3.17—3.20 настоящей главы (пп. 3.105—3.112 Рук.).

3 Крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем, содержащим в своем составе более 30% по весу частиц размером менее 0,1 мм, при положении уровня грунтовых вод ниже расчетной глубины промерзания более чем на 1 м должны относиться к среднепучинистым грунтам, а менее 1 м должны относиться к сильнопучинистым.

3.325 (7 прил. 6). Проверка фундамента на действие касательных сил морозного пучения грунтов должна производиться как для законченного здания или сооружения, так и для незавершенного строительством.
Если при этом окажется, что условие (1) настоящего приложения (п. 3.108 Рук.) не обеспечивается, то в проекте должны быть предусмотрены соответствующие мероприятия по устранению или ослаблению действия сил морозного пучения, например: предохранение грунтов от увлажнения и промерзания; применение для засыпки пазух фундаментов непучинистых или менее пучинистых грунтов; нанесение на фундаменты специальных обмазок и покрытий, уменьшающих или исключающих смерзание грунта с боковой поверхностью фундаментов; увеличение глубины заложения фундаментов; придание

Касательные силы морозного пучения намного превышают удерживающие силы и фундамент будет выпучиваться.

Для того чтобы уменьшить касательные силы морозного пучения, следует уменьшить сечение фундамента в 2 раза, оставив прежним размер его подошвы. 

Можно также снизить касательные силы морозного пучения применением термохимических мероприятий, как, например, утепленной отмостки, снижающей расчетную глубину промерзания грунта, или покрытием боковой поверхности фундамента полимерной пленкой, что снижает т^н в2 раза.

3.328 (9 прил. 6). Для восприятия фундаментами удерживающей силы Qн, определяемой по формулам (3.109) или (3.110) [(2) или (3) прил. 6], необходимо обеспечивать надлежащую прочность на растяжение поперечного сечения тела фундаментов и соответствующих соединений отдельных элементов сборных фундаментов.

3.329 (10 прил. 6). При возможности промерзания пучинистых грунтов под подошвой фундамента должна производиться проверка устойчивости фундамента при совместном действии касательных и нормальных сил морозного пучения.

Проверка выполняется по формуле

3.330. Для выбора защитных технологических мероприятий, препятствующих аварийному промерзанию грунта под подошвой фундамента, следует на основе формулы (3.111) (4 прил. 6) определять толщину слоя грунта, предельную по условию сохранения устойчивости фундамента.

Проверка должна выполняться для периода строительства до засыпки и уплотнения пазух грунтом и после засыпки, но до отопления здания, а также на период эксплуатации здания.

3.331. Проверочный расчет сил нормального к плоскости подошвы фундамента давления промерзшего слоя пучинистого грунта имеет большое значение при проектировании оснований и фундаментов всех видов зданий и сооружений вне зависимости от их этажности, возводимых на пучинистых грунтах.

Эти расчеты позволят уточнить назначаемые мероприятия по недопущению промерзания грунта под подошвой фундаментов, приводящего к деформациям проектируемых зданий и сооружений.

Рекомендуется в этих расчетах учитывать, что чем слабее глинистый грунт (больше его консистенция), тем при одной и той же нагрузке на фундамент необходимы большие размеры фундамента. Одновременно при более высокой консистенции нормальные силы морозного пучения существенно выше (как удельные на единицу площади подошвы фундамента, так в особенности и суммарные на весь фундамент).

Примеры проверки устойчивости фундаментов при аварийном промерзании под ними пучинистого грунта

Пример 1. Здание проектируется на ленточных фундаментах глубиной заложения 1,6 м.

В обоих случаях во избежание аварийного промерзания грунта более чем на 20 см нужны надежные теплозащитные мероприятия.


МЕРОПРИЯТИЯ, НАПРАВЛЕННЫЕ НА СНИЖЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ ОСНОВАНИЙ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННУЮ ПРИГОДНОСТЬ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

3.332. В настоящем подразделе приводится классификация основных мероприятий, направленных на снижение влияния деформаций оснований на эксплуатационную пригодность зданий и сооружений. Более подробные указания по выбору таких мероприятий приведены в разделах Руководства, посвященных особенностям проектирования оснований зданий и сооружений, возводимых в специфических грунтовых условиях.

3.333(3.83). Если в процессе проектирования оснований и фундаментов зданий и сооружений окажется, что определенные расчетом деформации основания недопустимы или что несущая способность основания недостаточна, должна быть рассмотрена возможность и целесообразность увеличения размеров фундаментов и их глубины заложения либо перехода на иные виды фундаментов, обладающих

большей способностью к выравниванию неравномерных деформаций (например, ленточных взамен столбчатых и пр.) или применения:

а) мероприятий по уменьшению возможных деформаций основания либо увеличению его несущей способности [пп. 3.84—3.87 на-стояшей главы (пп. 3 334—3.337 Рук.)];

б) конструктивных мероприятий, уменьшающих чувствительность зданий, сооружений и технологического оборудования к повышенным деформациям основания [п. 3.88 настоящей главы (п. 3 338 Рук.)];

в) строительных мероприятий, снижающих влияние деформаций основания на здание или сооружение [п. 3.89 настоящей главы (п. 3.339 Рук.)];

Выбор одного или комбинации нескольких указанных мероприятий производится с учетом требований пп. 1.3—1.5, 3.2 и 3.3 настоящей главы (пп. 1.4—1.14, 3.2—3.8 Рук.).

3 334(3.84). Мероприятия по уменьшению возможных деформаций основания или по увеличению его несущей способности [подпункт «а» п. 3.83 настоящей главы (п. 3.333 Рук.)] включают в себя:

а) специальную подготовку оснований [пп. 3.85 и 3.86 настоящей главы (пп. 3.335 и 3.336 Рук.)];

б) мероприятия, предохраняющие грунты оснований от возможных изменений их строительных свойств в процессе строительства и эксплуатации зданий и сооружений, а также изменения нагрузок на фундаменты против принятых в проекте [п. 3.87 настоящей главы (п. 3.337 Рук.)].

При выборе мероприятий, перечисленных в настоящем пункте, следует иметь в виду, что деформации основания первого вида, указанные в п. 3.44 настоящей главы (п 3.163 Рук.), и обусловленные нагрузками на фундамент, вызывают тем большие усилия в конструкциях зданий и сооружений, чем больше сжимаемость грунтов основания, а деформации второго вида, не связанные с нагрузками на фундамент, — наоборот.

Во всех случаях следует стремиться к принятию наиболее экономичных решений, способствующих уменьшению возможной неравномерности деформаций основания при обеспечении его несущей способности.

3.335(3 85). Специальная подготовка основания применяется для изменения физико-механических свойств грунтов природного залегания или замены грунтов с неудовлетворительными строительными свойствами грунтами с лучшими прочностными и деформационными характеристиками.

Подготовка основания осуществляется:

а) уплотнением части или всего грунта основания с неудовлетворительными строительными свойствами [см. п. 3.86 настоящей главы (п. 3.336 Рук.)];

б) полной или частичной (в плане и по глубине) заменой грунтов основания с неудовлетворительными строительными свойствами подушками из песка, гравия, щебня или других аналогичных вцдов грунтов;

в) устройством (отсыпкой или гидронамывом) насыпей, служащих распределительными подушками под фундаментами зданий и сооружений;

г) искусственным закреплением грунтов химическим, электрохимическим, термическим и другими способами.

3.336(3.86). Уплотнение грунтов основания выполняется:

а) трамбованием тяжелыми трамбовками, применяемым главным образом для ликвидации просадочных свойств в верхней зоне проса-дочной толщи или дополнительного уплотнения недостаточно плотных (например, насыпных) грунтов (поверхностное уплотнение);

б) грунтовыми сваями, применяемыми преимущественно для ликвидации просадочных свойств грунтов на большую глубину (глубинное уплотнение порядка до 15м);

в) предпостроечной огрузкой территории для уплотнения водонасыщенных илов и заторфованных грунтов, с применением вертикальных дрен, если необходимо ускорение процесса консолидации;

г) предварительным замачиванием грунтов основания, применяемым преимущественно для уплотнения просадочных грунтов и ликвидации просадочных и набухающих свойств грунтов;

д) постоянным или временным водопонижением, в том числе глубинным с вакуумированием, применяемым преимущественно для уплотнения слабых водонасыщенных грунтов (при этом уплотнение достигается как за счет увеличения веса толщи осушенного грунта вследствие исключения взвешивающего действия грунтовых вод, так и за счет капиллярного натяжения);

е) уплотнением песчаных и просадочных лессовидных грунтов с использованием энергии взрыва (поверхностное, подводное и глубинное);

ж) гидровиброуплотнением песчаных и просадочных лессовидных грунтов;

з) поверхностным уплотнением песчаных грунтов с использованием вибрационных машин, виброкатков и др.

3.337(3.87). Мероприятия, предохраняющие от изменения строительных свойств грунтов в процессе строительства и эксплуатации зданий и сооружений, а также от изменения нагрузок против принятых в проекте, включают в себя:

а) водозащитные мероприятия, обеспечиваемые соответствующей компоновкой генеральных планов, планировкой территории, устройством отмосток вокруг зданий и сооружений, размещением на безопасных расстояниях водоводов и емкостей для воды, не допускающих утечки, устройством в основании зданий и сооружений маловодопроницаемых экранов из уплотненного грунта, организацией контроля за возможной утечкой воды и других жидкостей и т. п.;

б) мероприятия, направленные на сохранение природной структуры и состояния грунтов основания под влиянием атмосферных (метеорологических) воздействий, грунтовых вод, динамических воздействий землеройных и транспортных машин и т. д.;

в) мероприятия, исключающие возможность изменения (против принятых в проекте) нагрузок на фундаменты вследствие односторонней пригрузки или обнажения фундаментов, перегрузки основания, а также бровок откосов отвалами грунта, строительными материалами, конструкциями и изделиями и т. д.

3.338(3.88). Конструктивные мероприятия, снижающие чувствительность зданий, сооружений и технологического оборудования к повышенным деформациям оснований [подпункт «б» п. 3 83 настоящей главы (п. 3.333 Рук.)], включают в себя:

а) повышение прочности и общей пространственной жесткости зданий и сооружений, достигаемое:

устройством поэтажных железобетонных или армокаменных поясов;

разрезкой зданий и Сооружений на отдельные отсеки ограниченной длины;

назначением вида и степени армирования конструкций в соответствии с результатами расчета зданий и сооружений на возможные деформации основания (в зданиях и сооружениях из крупноразмерных элементов — в сочетании с устройством равнопрочных стыков);

усиленной анкеровкой и замоноличиванием сборных и сборно-монолитных элементов;

усилением фундаменто-подвальной части зданий и сооружений с применением монолитных и сборно-монолитных ленточных фундаментов, перекрестных лент или плитных фундаментов (в необходимых случаях — коробчатых);

устройством подвалов и подполий под всей площадью зданий и сооружений или отдельных отсеков и др.;

б) увеличение податливости зданий и сооружений за счет применения гибких или разрезных конструкций, если это позволяют технологические требования; при этом необходимо предусматривать меры по обеспечению:

устойчивости отдельных элементов конструкций при повышенных деформациях оснований;

увеличения площадей опирания отдельных конструктивных элементов (ригелей, плит перекрытий и т. д.);

влаго- и водонепроницаемости стыков между взаимно перемещающимися элементами конструкций;

в) устройство приспособлений для выравнивания конструкций зданий, сооружений и технологического оборудования (в том числе мостовых кранов, лифтов и др.) при повышенных деформациях основания;

г) мероприятия, обеспечивающие нормальную работу оборудования при деформациях основания (например, принятие соответствующих габаритов приближения оборудования к строительным конструкциям).

Примечание. При выборе перечисленных выше конструктивных мероприятий следует иметь в виду, что дополнительные усилия от деформаций основания, возникающие в конструкциях зданий и сооружений, возрастают с увеличением их жесткости и, как правило, протяженности. Поэтому увеличение жесткости зданий и сооружений должно сопровождаться повышением прочности конструкций и разрезкой зданий и сооружений на отдельные замкнутые отсеки.

3.339(3.89). Строительные мероприятия, снижающие влияние воздействий деформаций оснований на конструкции зданий и сооружений [подпункт «в» п. 3.83 настоящей главы (п. 3.333 Рук.)], включают в себя:

а) регулирование величины и сроков загружения медленно консолидирующихся грунтов основания;

б) возможно более позднее замоноличивание стыков сборных и сборно-монолитных конструкций, не препятствующее своевременному и безопасному их монтажу, для увеличения сроков деформирования основания при пониженной жесткости здания или сооружения и соответствующего уменьшения усилий в конструкциях от неравномерных осадок;

в) установление обоснованной последовательности возведения отдельных частей зданий и сооружений, отличающихся между собой высотой или нагрузками на грунты основания;

г) уменьшение горизонтальных воздействий на конструкции фун-даменто-подвальиой части зданий и сооружений, возводимых на площадках, подверженных деформациям второто вида по п. 3.44 настоя-щей главы (п. 3.163 Рук.) (в первую очередь, на подрабатываемых территориях), путем отрывки компенсационных траншей, уменьшения поверхности контакта конструкций с грунтом, искусственного снижения сил трения грунта о заглубленные части зданий и сооружений и т. д., если это допустимо по несущей способности оснований и условиям морозного пучения грунтов.
 

Раздел 4

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВАНИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, ВОЗВОДИМЫХ НА ПРОСАДОЧНЬЕХ ГРУНТАХ

4.1 (4.1). Основания, сложенные просадочными грунтами, должны проектироваться с учетом специфической особенности таких грунтов, заключающейся в том, что, находясь в напряженном состоянии от внешней нагрузки или собственного веса грунта, при замачивании водой они дают дополнительные деформации-просадки. Деформации-просадки учитываются лишь при величине относительной просадочно-сти грунтов бПр>=0,01.

Рис. 4.1 Зоны деформации просадочного грунта в основании фундамента

Рис. 4.2. Общий характер развития просадочных деформаций и а поверхности от собственного веса грунта 

При ширине замачиваемой площади В<Н горизонтальный участок просадки грунта отсутствует.

4.4. Просадка грунтов йод действием собственного веса сопровождается (рис. 4.2, в) наклонами и кривизной поверхности.

Наклоны и кривизна поверхности, а также горизонтальные перемещения проявляются на участках развития неравномерных просадок г.

4.5. При замачивании площадей шириной В>Н горизонтальные перемещения поверхности в общем случае характеризуются наличием трех зон (рис. 4.2, г);

горизонтального уплотнения грунта;

горизонтального разуплотнения грунта;

нейтральной зоны.

В пределах зон горизонтального уплотнения происходит уплотнение грунта с перемещением его от периферии в сторону центра замачиваемой площади.

В зонах горизонтального разуплотнения также происходят горизонтальные перемещения с разуплотнением грунта, выражающимся появлением в нем растягивающих напряжений и образованием просадочных трещин.

При замачивании площадей шириной В<Н нейтральная зона отсутствует и горизонтальные перемещения характеризуются наличием только двух зон: горизонтального уплотнения и разуплотнения грунта.

4,7(4.5). При проектировании оснований, сложенных просадоч-ными грунтами, должна учитываться возможность замачивания и повышения влажности этих грунтов вследствие:

а) местного замачивания грунта основания, приводящего к просадке его на ограниченной площади в пределах части или реже — всей просадочной толщи;

б) интенсивного замачивания грунта оснований сверху с прома-чиванием всей просадочной толщи на площади значительных размеров и полным проявлением просадки грунта как от нагрузки, передаваемой фундаментами, так и от собственного веса грунта;

в) подъема уровня грунтовых вод, вызывающего просадку нижних слоев грунта основания под действием собственного веса вышележащих слоев или суммарной нагрузки от фундамента здания или сооружения и собственного веса грунта;

г) медленного повышения влажности просадочного грунта основания, вызываемого нарушением природных условий испарения грунтовой влаги вследствие застройки и асфальтирования территории и постепенного накопления влаги при инфильтрации в грунт поверхностных вод.
 

Примечание. Учет различных причин и видов замачивания грунтов основания выполняется по указаниям ап. 4.7, 4.8, 4.10 и 4.14—4.16 настоящей главы (пп. 4.44, 4.45, 4.51, 4.79, 4.80 и 4.90 Рук.).

В зависимости от технологического назначения проектируемых зданий и сооружений, особенностей гидрогеологических условий участка и других факторов возможно одновременное сочетание отдельных перечисленных выше видов замачивания.

4.8. Местное замачивание грунта сверху носит случайный характер и происходит вследствие утечки воды из коммуникаций, технологических емкостей, нарушения отмосток и планировки у зданий и т. п.

При местном замачивании в грунте образуется увлажненная зона, имеющая в поперечном сечении форму, близкую к усеченному эллипсу (рис. 4.3, а).

Степень влажности грунта в увлажненной зоне в пределах ширины В (рис. 4.3, а) близка к полному водонасыщению, а на участках L — изменяется от полного водонасыщения до естественной влажности.

4.9. Интенсивное замачивание просадочного грунта сверху обычно происходит в течение длительного времени в результате утечек технологической воды на значительной площади.

Увлажненная зона грунта при интенсивном замачивании сверху имеет форму трапеции (рис. 4.3,6). Степень влажности в пределах увлажненной зоны изменяется по аналогии с приведенным в п. 4.8.

4.10. Подъем уровня грунтовых вод происходит на значительной площади вследствие утечек из соседних сооружений технологических и сточных вод, фильтрации воды от расположенных поблизости водохранилищ, орошения на окружающей территории и влияния других факторов.

При подъеме уровня грунтовых вод одновременно происходит подъем зоны капиллярного повышения влажности, в пределах которой степень влажности изменяется от полного водонасыщения до естественной.

Рис. 4.3. Схемы увлажненных зон при замачивании грунтов:
а — местном; б -~ интенсивном 

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИМ ИССЛЕДОВАНИЯМ В РАЙОНАХ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТОВ

4.13. При проведении инженерно-геологических изысканий на площадках, сложенных просадочными грунтами, должны быть установлены:

а) тип грунтовых условий исследуемых площадок по просадоч-ности;

б) относительная просадочность при бытовом и фактическом давлении на грунт; при различии фактического давления от фундаментов более чем на 1 кгс/см2 — устанавливается зависимость от давления,

в) величина начального просадочного давления

г) при отсутствии замачивания по п. 4.7 «а, б, в» (4.5 «а, б, в») и возможном медленном повышении влажности — величина начальной просадочной влажности ;

д) модуль деформации при естественной влажности — Ее, а также в водонасыщенном состоянии — Ев;

е) степень изменчивости сжимаемости основания осе, сложенного просадочнъш грунтом;

ж) удельное сцепление с и угол внутреннего трения  просадочных грунтов при естественной влажности и в водояасыщенном состоянии;

з) удельное сцепление с и угол внутреннего трения ср просадоч-ных грунтов, уплотненных до заданной плотности.

4.14. Объем и состав инженерно-геологических исследований для определения деформационных и прочностных характеристик просадочных грунтов, приведенных в п. 4.13, а также необходимость определения всех или только части из указанных характеристик устанавливаются с учетом:

степени изученности и сложности инженерно-геологического строения исследуемой площадки;

конструктивных и эксплуатационных особенностей проектируемых зданий и сооружений;

возможных вариантов оснований и; фундаментов для проектируемых зданий и сооружений;

4.15. Шурфы и технические скважины с отбором монолитов для лабораторных исследований грунтов при проведении инженерно-геологических изысканий на больших площадях под новые жилые районы, кварталы и промышленные предприятия располагаются через 100—200 м, а под отдельные здания и сооружения или группу зданий высотой до 5 этажей — через 50—100 м.

Шурфы и технические скважины целесообразно размещать с таким расчетом, чтобы они по возможности находились на участках расположения наиболее ответственных зданий и сооружений и позволяли получать основные характеристики просадочных грунтов в соответствии с п. 4.13 в местах с предполагаемыми повышенными и пониженными значениями.

В пределах расположения каждого здания или сооружения должно быть пройдено не менее одного шурфа либо технической скважины.

4.16. Глубина шурфов и технических скважин назначается из расчета проходки всей толщи просадочных грунтов.

Возможная величина толщи просадочных грунтов приближенно определяется по результатам ранее выполненных инженерно-геологических изысканий на соседних площадках, а при отсутствии их — на основе анализа инженерно-геологического и гидрогеологического строения исследуемой толщи грунтов, а также по номенклатурным показателям, приведенным в п. 2.40 (2.13).

На площадках строительства малоэтажных зданий с нагрузкой на колонны до 40 тс и на ленточные фундаменты — до 10 тс/м глубину проходки до .50% из намеченных шурфов и технических скважин допускается уменьшать до 6—8 м.

4.17. Монолиты грунтов для лабораторных испытаний по определению деформационных и прочностных характеристик грунтов отбираются из шурфов и технических скважин через 1—2 м по глубине, начиная с предполагаемой глубины заложения фундаментов и до нижней границы просадочной толщи или до глубииы проходки шурфов и скважин.

В пределах глубины от подошвы фундамента, принимаемой равной 1,5b (b — ширина фундамента), монолиты грунтов отбираются через 1 м по глубине.

Отбор монолитов необходимо приурочить к отдельным литоло-гичеекпм слоям толщиной не менее 1 м. С каждой глубины отбираются не менее одного монолита размером 20X20X20 см или двух монолитов диаметром не менее 100 мм.

Монолиты грунтов из технических скважин допускается отбирать только тонкостенными или обуривающими грунтоносами, обесценивающими сохранение природной структуры и плотности грунта в процессе отбора монолитов.

4.18 (4.4). Тип грунтовых условий по просадочности устанавливается при проведении инженерно-геологических изысканий по результатам лабораторных исследований, а для вновь осваиваемых площадок и при необходимости уточнения возможной величины яросадки от собственного веса грунта — в полевых условиях путем замачивания грунтов в опытных котлованах.

Примечание. Допускается также определение типа грунтовых условий по просадочности на основе изучения общего инженерно-геологического строения исследуемой толщи грунтов и местного опыта строительства.

4.19. Ши определении типа грунтовых условий по просадочности на основе изучения общего геологического строения и местного опыта строительства анализируются:

географическое расположение и климатические условия исследуемой площадки;

форма рельефа, наличие суффозионно-просадочных явлений и просадочных блюдец;

генезис и литологическое строение исследуемой толщи грунтов; состав, плотность, влажность грунтов и изменение этих характеристик в плане и по глубине;

результаты исследований просадочных свойств грунтов и опытного замачивания на соседних площадках с подобными грунтовыми условиями;

наличие древнего или современного орошения; условия эксплуатации, сведения об источниках замачивания, состояние и характер деформаций существующих зданий и сооружений и т. п.

На основе анализа перечисленных материалов выявляется возможность просадки грунтов от их собственного веса, устанавливается возможный тип грунтовых условий по просадочности, объем необходимых лабораторных исследований по уточнению типа грунтовых условий и необходимость проведения опытного замачивания.

Рис. 4.6. Конструкции поверхностных марок
Рис. 4.7. Конструкция глубинной марки 

Примечание. Природное давление в грунте при определении типа грунтовых условий определяется при полном водонасыщении грунта (G>=0,8) при планировке территории срезкой от природного рельефа, а при планировке подсыпкой —с учетом собственного веса планировочной насыпи.

4.21. Определение типа грунтовых условий по просадочности путем опытного замачивания грунтов в котлованах выполняется, как правило, на вновь осваиваемых площадках массовой застройки при необходимости уточнения:

типа грунтовых условий по результатам лабораторных исследований грунтов в случаях, когда грунтовые условия относятся ко II типу, но достаточно близки к I типу, т. е. при рпр<рб в пределах слоя толщиной до 4—5 м или при величине просадки от собственного веса грунта от 5 до 15 см;

величины просадки грунтов от их собственного веса;

величины просадочной толщи грунтов;

глубины, с которой происходит просадка грунта от его собственного веса;

величины начального просадочного давления.

4.22. Опытное замачивание грунтов производится в котлованах с размерами сторон, равными величине просадочной толщи, но не менее 15X15 м и глубиной 0,4—1 м, отрываемых за счет снятия растительного и насыпного слоя.

Опытный котлован располагается, как правило, на незастраивае-мой территории в пункте с наибольшими (по данным лабораторных исследований) просадочностыо грунтов и величиной просадочной толщи.

4.23. Замачивание грунта в опытном котловане производится с поверхности дна котлована. Для ускорения замачивания используются дренирующие скважины.

Дренирующие скважины устраиваются диаметром не менее 15 см с расстоянием между ними от 3 до 5 м в случаях, когда толщина слоя просадочных грунтов более 12—15 м, грунты площадки имеют коэффициент фильтрации менее 0,2—0,3 м/сут, сверху залегают слои и прослойки слабофильтрующих грунтов и т. п.

Глубина дренирующих скважин назначается из расчета полной проходки верхних слабофильтрующих слоев грунта и должна быть не менее 0,4 Н и не более 0,8 Н. Скважины на всю глубину засыпаются песком или гравием.

4.24. Для наблюдений за просадкой грунтов на дне котлована и за пределами его на расстоянии до (1,5—2) Я устанавливаются поверхностные, а в центре котлована — глубинные марки.

Поверхностные марки (рис. 4.6) устанавливаются по двум — четырем поперечникам через 2—4 м одна от другой, а глубинные марки (рис. 4.7) через 2—3 м по глубине в пределах всей величины просадочной толщи.

Горизонтальные перемещения поверхности замеряются по поверхностным маркам по 1—2 поперечникам.

4.25. Замачивание грунтов в опытном котловане производится с постоянным поддерживанием уровня воды в нем до полного про-мачивания всей толщи просадочных грунтов и условной стабилизации просадки. За условную стабилизацию просадки грунта принимается прирост ее не более 1 см за 10 дней.

В процессе замачивания замеряется количество залитой воды в грунт и через 5—7 дней производится нивелировка поверхностных

и глубинных марок относительно системы временных реперов, расположенных за пределами зоны развития просадок.

4.26. По результатам замачивания грунта в опытном котловане строятся:

графики суточного и общего расхода воды во времени;

графики просадки глубинных и наиболее характерных поверхностных марок во времени;

графики изменения просадки и относительной просадочности отдельных слоев грунта по глубине;

линии равных просадок поверхности грунта в пределах замоченного котлована и за его пределами;

поперечные профили просадки поверхности грунта и т. п.

4.27. Относительная просадочность грунтов определяется путем испытаний их в компрессионных приборах или в полевых условиях статическим зондированием с определением сопротивления грунта погружению конуса зонда при природной влажности и в водонасьицен-иом состоянии

Определение относительной просадочности грунтов в компрессионных приборах производится в соответствии с «Руководством по лабораторному определению деформационных и прочностных характеристик просадочных грунтов» (М., Стройиздат, 1975).

Относительная просадочность статическим зондированием определяется с учетом «Рекомендаций по определению относительной просадочности лессовых грунтов статическим зондированием», разработанных НИИ оснований и подземных сооружений (М., ПЭМ ЦИНИС Госстроя СССР, 1974).

4.28. Места отбора монолитов для определения относительной просадочности грунтов по каждому шурфу или технической скважине назначаются с учетом их литологического напластования через 1—-2 м по глубине, начиная с предполагаемых отметок заложения фундаментов и до нижией границы просадочной толщи.

Для каждого литологнческого слоя толщиной от 0,4 до 2 м выполняется по одному определению бПр, а для слоев толщиной более 2 м — не менее двух определений бПр.

4.29. Методика испытаний грунтов на просадочность назначается в зависимости от типа грунтовых условий по просадочности, конструктивных особенностей зданий и сооружений, возможных типов оснований н фундаментов, числа образцов, объема испытаний и т. п.

При определении относительной просадочности бпр при различных давлениях на грунты, а также величины начального просадоч-иого давления испытания на просадочность выполняются по методу двух кривых (см. рис. 2 4, а) или по упрощенному методу (см. рис. 2.4, б)

При определении относительной просадочности бпр только при природном или фактическом давлении испытания па просадочность выполняются по методу одной кривой.

4.30. Начальное просад очное давление рцр в лабораторных условиях определяется путем испытаний грунтов в компрессионных приборах (см. рис. 2.4) и уточняется в полевых условиях испытанием грунта штампами в водонасыщенном состоянии (см. рис. 2,5).

Определение начального просадочного давления Рпр в лабораторных условиях выполняется в соответствии с «Руководствохм по лабораторному определению деформационных и прочностных характеристик просадочных грунтов» (М., Стройиздат, 1975), а в полевых уело-виях — в соответствии с «Рекомендациями по испытанию просадочных грунтов статическими нагрузками» (М., Стройиздат, 1974).

4.31. Начальное просадочное давление рПр в пределах деформируемой зоны основания от нагрузки, передаваемой фундаментом, определяется через 1 м по глубине, а в пределах зоны просадки грунта от его собственного веса — через 2 м для каждого литологического слоя грунта.

4.35. В процессе проведения инженерно-геологических изысканий определяются прочностные характеристики просадочных грунтов и уплотненных грунтов путем испытания их. в сдвиговых приборах в соответствии с «Руководством по лабораторному определению дефор-мациоиных и прочностных характеристик просадочных грунтов» (М., Стройиздат, 1975).

Испытания просадочных грунтов проводятся по следующим трем схемам:

медленного сдвига в условиях завершенной консолидации (с пред-верительным уплотнением образцов грунта) при природной или заданной влажности;

медленного сдвига в условиях завершенной консолидации при полном водонасыщении грунта;

быстрого сдвига в условиях незавершенной консолидаций (без предварительного уплотнения образцов) при. полном водонасыщении грунта.

4.36. Испытания по 1-й схеме соответствуют условиям работы грунта при отсутствии просадки и применяются при необходимости определения прочностных характеристик просадочных грунтов при естественной или установившейся влажности.

Результаты определения прочностных характеристик по этой схеме используются для вычисления расчетных давлений на просадоч-ные грунты естественного сложения, расчета устойчивости оснований и т. п. при отсутствии возможности замачивания грунтов.

4.37. Испытания по 2-й схеме соответствуют характеру работы грунтов в основании после проявления просадки в результате замачивания и применяются для получения максимальных значений прочностных характеристик грунтов в водонасыщенном состоянии. Прочностные характеристики, полученные по этой схеме испытаний, используются в основном для вычисления расчетных давлений на просадочные грунты при возможном замачивании их в основании.

4.38. Испытания по 3-й схеме соответствуют условиям работы грунта в процессе просадки и применяются для получения минимальных значений прочностных характеристик грунтов.

Результаты определения прочностных характеристик грунтов по 3-й схеме используются для определения расчетных давлений на просадочные грунты в случаях, когда просадки грунтов не допускаются, при расчетах устойчивости склонов, оснований фундаментов на устойчивость при возможном замачивании грунтов и т. п.

4.39. Прочностные характеристики просадочных грунтов в процессе проведения инженерно-геологических изысканий определяются по одной или нескольким из приведенных схем испытаний для всех литологических слоев толщиной более I м, входящих в просадочную толщу. Испытания проводятся на образцах, отобранных по рекомендациям п. 4.17 из середины или наиболее характерного горизонта каждого слоя.

4.40. Прочностные характеристики уплотненных грунтов в процессе проведения инженерно-геологических изысканий определяются на образцах грунтов, уплотненных в лабораторных условиях, для одной-двух разновидностей грунтов, которые могут быть использованы для создания уплотненного слоя в основании фундаментов, возведения обратной засыпки котлованов, засыпок за подпорными стенками и т. п.

Испытания по 1-й схеме проводятся на образцах, уплотненных до объемного веса скелета грунта, равного 1,5; 1,6; 1,7 и 1,8 тс/м3, при оптимальной влажности, приблизительно равной влажности на границе раскатывания; и по 2-й схеме — в водонасыщенном состоянии.

Методика уплотнения грунтов в лабораторных условиях приведена в «Руководстве по лабораторному определению деформационных и прочностных характеристик просадочных грунтов» (М., Стройиздат, 1975).

4.41. В отчетах или заключениях по инженерно-геологическим изысканиям площадок, сложенных просадочными грунтами, наряду

с общими требованиями должны быть приведены следующие данные:

налитое просадочных блюдец и суффозионно-просадочных воронок, эрозионных размывов, обвалов, оплывин и т. п.;

описание следов деятельности землероев, включая: диаметры ходов, ориентировочное их число на 1 м2, глубину их распространения, состав и плотность заполнителя;

изменение толщины слоя просадочных грунтов; тип грунтовых условий по просадочности;

расчетные величины просадок грунтов от собственного веса по отдельным шурфам и техническим скважинам;

результаты полевых испытаний грунтов на просадочность; графики изменения относительной просадочности по глубине по всем шурфам и техническим скважинам

4.42. При проведении инженерно-геологических изысканий на больших площадях к отчетам прилагаются карты:

а) изменения толщины слоя просадочных грунтов через 2 м по глубине;

б) изменения расчетной величины просадки грунтов от собственного веса через 10 или 25 см;

в) зон распространения различных типов грунтовых условий (I и II типа) по просадочности.

Пример. Определить тип грунтовых условий по просадочности на исследуемой площадке для двух характерных участков, относящихся соответственно к пониженной и водораздельной частям площадки.

Таким образом, в соответствии с п. 4.20, на участке расположения шурфа 2 грунты относятся к I типу грунтовых условий по просадочности, а на участке расположения шурфа 4 — к II типу грунтовых условий по просадочности.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ДАВЛЕНИЙ НА ПРОСАДОЧНЫЕ ГРУНТЫ

4.43. Расчетные давления на просадочные грунты естественного сложения определяются в зависимости от:

возможности и вида источника замачивания по п 4 7 (4.5); принятого метода обеспечения прочности и эксплуатационной пригодности зданий и сооружений;

конструкции, ширины и глубины заложения фундаментов; прочностных характеристик грунтов основания.

4.44 (4.8). Расчетное давление на основание R при отсутствии возможности замачивания просадочных грунтов [допускается лишь увлажнение по причинам, указанным в подпункте «г» п. 4.5 настоящей главы (п. 4.7 «г» Рук.)] определяется по формуле (3.38) (17). В этом случае прочностные характеристики грунтов должны приниматься:

а) производственные, складские, сельскохозяйственные и тому подобные одноэтажные здания с несущими конструкциями, малочувствительными к неравномерным осадкам, с нагрузкой на столбчатые фундаменты до 40 тс и на ленточные до 8 тс/м; 

Пример. Определить размеры подошвы фундамента одноэтажного бесподвального производственного здания, возводимого на площадке, сложенной просадочными лессовыми суглинками, относящимися к I типу грунтовых условий по просадочности. 

РАСЧЕТ ОСНОВАНИЙ НА ПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТАХ ПО ДЕФОРМАЦИЯМ

4.49 (4.6). Расчет оснований, сложенных просадочными грунтами, производится в соответствии с требованиями раздела 3 настоящей главы (раздел 3 Рук.).

Суммарная величина вертикальных деформаций основания складывается из осадок от нагрузки, передаваемой фундаментами, и просадок от нагрузки фундаментов и собственного веса грунта.

Осадки от нагрузки, передаваемой фундаментами, определяются в соответствии с требованиями, изложенными в разделе 3 настоящей главы (раздел 3 Рук.), как для обычных непросадочных грунтов исходя из деформационных характеристик грунтов природной влажности, а просадки — в соответствии с требованиями пп. 4.10— 4.12 настоящей главы (пп. 4.51, 4.54, 4.75 Рук.).

Примечание. При проектировании оснований, сложенных просадочными грунтами, должна учитываться возможность применения мероприятий, предусмотренных пп. 3.83 и 4.16 настоящей главы (пп. 3.333 и 4.80 Рук.).

4.50. При расчете оснований на просадочных грунтах по деформациям наряду с деформациями оснований, возникающими вследствие осадки грунта от нагрузки фундаментов могут рассматриваться следующие виды совместных деформаций, вызванные просадкой грунтов:

где S — величина совместной деформации основания и здания или сооружения, определяемая расчетом по указаниям пп.

3.220—3.263, как для обычных непросадочных грунтов в соответствии с их деформационными характеристиками, полученными при естественной влажности;

Sпр — величина деформации основания, вызванная просадкой грунта;

Sп — предельно допустимая величина совместной деформации основания и здания или сооружения, устанавливаемая по указаниям пп. 3.265—3.280 (3.63—3,69).
 

4.56. Расчет оснований на просадочных грунтах по деформациям производится в следующей последовательности:

а) в соответствии с требованиями раздела 3 определяется абсолютная величина средней или максимальной осадки фундаментов и ее неравномерность;

б) по аналогии с указанным выше вычисляются возможные величины абсолютных, средних или максимальных просадок фундаментов и соответствующая их неравномерность;

в) определяются суммарные величины деформаций оснований (осадка и просадка);

г) устанавливаются по п. 4.53 предельно допустимые величины деформации оснований для проектируемого здания или сооружения;

д) если суммарные величины деформаций не превышают предельно допустимых для данного здания или сооружения, фундаменты проектируются на естественном основании;

е) если суммарные величины деформаций основания превышают предельно допустимые значения, применяются мероприятия по сни-жению возможных величин просадок грунта, указанные в п. 4.80 (4.16), либо здания и сооружения рассчитываются на возможные неравномерные величины деформаций основания.

Рис. 4 8. Расчетная схема распределения давлений в основании фун дамента для примера расчета просадок

Рис. 4.9. Расчетная схема для определения кренов и разности проса док фундаментов в пределах деформируемой зоны

Рис, 4.10. Схемы распространения увлажнения в стороны от источника замачивания в толщах лессовых грунтов при различном их напластовании
а — однородном; б и в — двухслойном; г — трехслойном; д — многослойном

а) при отсутствии внешней нагрузки, а также при наличии узких фундаментов, когда деформируемая зона от нагрузки фундамента не сливается с зоной просадки грунта от собственного веса, — только в пределах зоны просадки грунта от собственного веса;

б) при подъеме грунтовых вод или при медленном повышении влажности только в пределах той части зоны просадки грунта от собственного веса, в которой произошло соответствующее повышение влажности;

в) при широких фундаментах и частичном наложении деформируемой зоны от их нагрузки на деформируемую зону просадки от собственного веса грунта — в пределах от низа деформируемой зоны (от нагрузки фундаментов) до кровли непросадочного грунта.

Толщина зоны просадки от собственного веса грунта учитывается от глубины, на которой вертикальные напряжения от собственного веса грунта равны начальному просадочному давлению, до нижней границы просадочной толщи. 

Рис. 4.12. Расчетные схемы для примеров определения просадок фундаментов от собственного веса грунта при замачивании

4.73. Цри наличии маловодопроницаемых экранов из уплотненных или закрепленных грунтов толщиной не менее 1,5 м максимальные и возможные величины просадок грунтов от их собственного веса определяются с учетом возможной степени повышения влажности просадочных грунтов, залегающих ниже экрана для двух наиболее характерных случаев замачивания (рис. 4.12):

а) непосредственно через маловодопроницаемый экран, например, уплотненный грунт (рис. 4.12,а);

б) из источников, расположенных за пределами экрана (рис..4.12, б).

4.74. Разность просадок фундаментов, а также просадка отдельных точек основания под фундаментами от собственного веса грунта олределяются с учетом возможного расположения источника замачивания по отношению к фундаментам (рис. 4.12), максимальной

Рис. 4.13. Расчетная схема для определения горизонтальных перемещений в массиве грунта

Исходные данные. Жилой дом проектируется па участке, сложенном лёссовидными суглинками и супесями (рис. 4.8), относящимися к I типу грунтовых условий по просадочности. Основные фи-зико-механические характеристики грунтов приведены в табл. 4.3.

Определение просадки фундаментов при интенсивном замачивании

1. В соответствии с принятой на рис. 4.8 разбивкой основания на слои определяем вертикальные давления в середине каждого слоя. Результаты расчетов заносим в табл. 4.4.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ОСНОВАНИЙ

4.79(4.15). Основания зданий и сооружений, возводимых на просадочных грунтах в условиях, при которых невозможны местное и интенсивное замачивание грунтов (подпункты «а, б» п. 4.5 настоящей главы) (п. 4.7 «а, б» Рук.), а также подъем уровня грунтовых вод (подпункт «в» п. 4.5 настоящей главы) (п. 4.7 Рук.), например в случаях, когда здания и сооружения не оборудованы водопроводом и канализацией, внешние сети расположены на расстоянии, большем полуторной величины просадочной толщи и т. п., должны проектироваться как на обычных непросадочных грунтах, но с учетом возможности медленного увеличения влажности грунтов, вследствие причин, изложенных в подпункте «г» п. 4.5 настоящей главы (п. 4.7 «г» Рук.).

4.80(4.16). При возможности замачивания просадочных грунтов вследствие причин, указанных в подпунктах «а, б, в» п. 4.5 настоящей главы (п. 4.7 «а—в» Рук.), должны предусматриваться мероприятия, исключающие вредное влияние возможных просадок на эксплуатационную пригодность зданий и сооружений/

а) устранение просадочных свойств грунтов (п. 4.17 настоящей главы) (п. 4.83 Рук.) путем их уплотнения или закрепления;

б) прорезка фундаментами просадочного грунта (п. 4.22 настоящей главы) (п. 4.87 Рук.);

в) комплекс мероприятий (п. 4.23 настоящей главы) (п. 4.89 Рук.), включающий частичное устранение просадочных свойств грунтов, конструктивные и водозащитные мероприятия.

Выбор мероприятий должен производиться с учетом типа грунтовых условий по просадочности (п. 4.3 настоящей главы) (п. 4.6 Рук.), вероятности замачивания основания на всю величину просадочной толщи или ее части, возможной величины просадки, взаимосвязи проектируемых зданий и сооружений с соседними объектами и коммуникациями и т. п.

Примечание. Уплотнение и закрепление просадочных грунтов или их прорезка фундаментами выполняются в пределах всей просадочной толщи или только ее верхней части, если величина возможной по расчету суммарной деформации основания (осадки и просадки) допустима по условиям прочности конструкций и эксплуатации проектируемых зданий и сооружений.

4.81. Основания зданий и сооружений проектируются как на обычных непросадочных грунтах [без применения мероприятий, указанных в п. 4.80(4.16)] в тех случаях, когда возможные суммарные осадки и просадки, а также их неравномерность не превышают допустимых для данного здания или сооружения величин из условий обеспечения их прочности и эксплуатационной пригодности.

4.82. Область применения приведенных в п. 4.80 (4.16) мероприятий определяется инженерно-геологическими условиями площадок строительства и конструктивными особенностями проектируемых зданий и сооружений.

Устранение просадочных свойств грунтов применяется для зданий и сооружений, осадки фундаментов которых на уплотненных или закрепленных грунтах не превышают допустимых для них величин.

Прорезку просадочных грунтов наиболее целесообразно применять в грунтовых условиях, характеризующихся наличием ниже просадочной толщи слоев грунта с повышенной плотностью и несущей способностью.

4.83(4.17). Устранение просадочных свойств грунтов достигается:

а) в пределах деформируемой зоны или ее части — уплотнением тяжелыми трамбовками, устройством грунтовых подушек, вытрамбовыванием котлованов, уплотнением подводными взрывами, химическим или термическим закреплением;

б) в пределах всей просадочной толщи — глубинным уплотнением грунтовыми сваями, предварительным замачиванием нижних слоев просадочных грунтов, в том числе и глубинными взрывами, химическим или термическим закреплением.

Проектирование уплотнения просадочных грунтов производится:

подводными взрывами в соответствии с «Рекомендациями по уплотнению грунтов оснований методом подводного взрыва» (Душанбе, 1972);

глубинными взрывами в соответствии с «Временными рекомендациями по проектированию и выполнению ускоренного глубинного уплотнения просадочных грунтов предварительным замачиванием и энергией взрыва» (Киев, 1970).

4.84. При устранении возможности возникновения просадок грунтов путем снижения давления по подошве фундаментов до величины начального просадочного давления рар расчет оснований производится в следующей последовательности:

а) в соответствии с величиной начального просадочного давления рПр на отметке заложения фундамента в первом приближении определяются площадь и размеры подошвы фундаментов в плане;

б) для проверки принятых размеров фундамента и давления на просадочный грунт ро строятся эпюры распределения по глубине природного давления в грунте pdz и дополнительного давления от нагрузки фундаментов p»z по вертикали, проходящей через центр фундамента (рис. 4.14);

4.85(4.18). Глубина уплотнения грунтов тяжелыми трамбовками определяется размером и весом трамбовки, режимом трамбования, видом грунтов и т. п., а подводными взрывами — весом зарядов, частотой их расположения, видом грунта, высотой столба воды и т. п.

В случае, если трамбование не может обеспечить уплотнение грунта на необходимую глубину, то следует предусматривать выемку просадочного грунта, устройство грунтовых подушек и их послойное уплотнение.

Объемный вес скелета грунта в пределах уплотненного слоя должен быть не менее величины, при которой просадка грунта исключается, а в грунтовой подушке—не менее 1,65—1,7 тс/м3 в зависимости от вида используемого грунта.

Примечание В случаях, когда глубина деформируемой зоны превышает величину уплотненного слоя, в том числе грунтовой подушки, перечисленные методы уплотнения грунтов применяются как мероприятия, снижающие возможную величину просадки основания.

4.86. Исходными материалами для разработки проекта основания с устранением просадочных свойств грунтов методами, перечисленными в п. 4.83(4.17), служат:

а) планы и размеры фундаментов зданий и сооружений с указанием нагрузок на них;

б) инженерно-геологические разрезы на застраиваемом участке;

в) основные физико-механические характеристики грунтов, входящих в просадочную толщу;

г) тип грунтовых условий по просадочности;

д) карта изменения толщины слоя просадочных грунтов;

е) химический состав грунта (при применении химического закрепления) ;

ж) карта изменения расчетной величины просадки грунтов от собственного веса (при уплотнении просадочных грунтов предварительным замачиванием);

з) коэффициенты газопроницаемости грунтов (при закреплении их обжигом).

4.87(4.22). Прорезка просадочных грунтов основания осуществляется одним из следующих способов:

устройством свайных фундаментов из забивных, набивных, буронабивных и тому подобных свай;

применением столбов или лент из грунта, закрепленного химическим, термическим или другими проверенными на практике способами;

заглублением фундаментов.

4.88(4.24). Несущая способность оснований, сложенных просадочными грунтами при фундаментах в виде столбов из закрепленного этого же грунта, должка определяться с учетом сопротивления грунта сдвигу по их боковой поверхности (положительного для I типа или отрицательного для II типа грунтовых условий по просадочности).

Примечание. Проектирование оснований и фундаментов из закрепленных грунтов производится в соответствии с Рекомендациями по методам расчета и устройства фундаментов из закрепленного грунта, разработанными НИИОСП (М, Союзморниипроект, 1970) и Рекомендациями по методам подготовки оснований и устройства фундаментов из силикатизированных лессовых грунтов в условиях II типа просадочности, разработанными Ростовским Промстройниипроек-том (Ростов-на-Дону, Промстройниипроект, 1973).

4.89(4.23). Комплекс мероприятий в составе водозащитных и конструктивных, а также уплотнения или закрепления грунтов деформируемой зоны применяется, как правило, на площадках со II тином грунтовых условий по просадочности.

На площадках с I типом грунтовых условий по просадочности водозащитные и конструктивные мероприятия должны предусматриваться только в тех случаях, когда по каким-либо причинам не могут быть устранены просадочные свойства грунтов в пределах деформируемой зоны или применена прорезка ее глубокими фундаментами.

4.90(4.14). Просадки грунта основания вследствие местного и интенсивного замачивания сверху [подпункты «а, б» п. 4.5 настоящей главы (п. 4.7 «а, б» Рук.)] должны использоваться в расчетах конструкций зданий и сооружений с учетом типа грунтовых условий и принятых мероприятий.

На площадках с I типом грунтовых условий по просадочности должно учитываться изменение сжимаемости основания вследствие местного замачивания просадочного грунта, а ка площадках со II типом грунтовых условий по просадочности, кроме того, — оседание поверхности основания при просадке грунта от его собственного веса.

4.91. В типовых проектах зданий и сооружений, предназначенных для строительства на просадочных грунтах, должны содержаться области их применения в зависимости от грунтовых условий.

4.92. В проектах оснований наиболее ответственных и чувствительных к неравномерным деформациям зданий и сооружений, а также при применении новых конструкций зданий и новых методов строительства должна быть предусмотрена организация наблюдений за осадками, начиная с момента возведения фундаментов (см. пп. 3.284— 3.288).

Необходимость наблюдении, а также объекты и состав наблюдений устанавливаются проектной организацией с включением в сметную стоимость строительства затрат по оборудованию реперов, марок и других устройств и затрат по наблюдению за осадками в процессе строительства.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВАНИЙ, УПЛОТНЕННЫХ ТЯЖЕЛЫМИ ТРАМБОВКАМИ

4.93. Уплотнение тяжелыми трамбовками осуществляется с поверхности дна котлована путем свободного сбрасывания на уплотняемую площадь трамбовки весом до 7 тс и диаметром до 1,8 м с высоты 4—8 м.

Под действием трамбования в массиве грунта образуется уплотненная зона (рис. 4.15), в пределах которой плотность грунта изменяется от максимальной величины, равной 1,70—1,90 тс/м3 в верхней части, до заданной на нижней границе уплотненной зоны.

За нижнюю границу уплотненной зоны принимается глубина, па которой плотность грунта достигает заданного значения, обычно равного 1,6 тс/м3, при котором полностью устраняются просадочные свойства грунта.

4.94, Уплотнение просадочных грунтов тяжелыми трамбовками применяется с целью:

а) устранения просадочных свойств грунтов в пределах всей или части деформируемой зоны от нагрузки фундаментов;

б) создания в основании зданий или сооружений сплошного маловодопроницаемого экрана, препятствующего интенсивному замачиванию нижележащих просадочных грунтов;

в) повышения плотности, прочностных характеристик и снижения сжимаемости грунтов при последующем их водонасыщении.

На площадках с I типом грунтовых условий уплотнение тяжелыми трамбовками применяется в основном с целью устранения просадочных

свойств грунтов только в основании фундаментов, а на площадках со II типом грунтовых условий — также и для создания маловодопроницаемого экрана под всем зданием или сооружением.

4.95. Область применения метода уплотнения просадочных грунтов тяжелыми трамбовками определяется особенностями грунтовых условий по указаниям п. 4.96, технической возможностью метода согласно п. 4.97, влиянием динамических воздействий на близрас-положенные существующие здания и сооружения в соответствии п. 4.98.

Рис. 4 15. Изменение плотности грунтов по глубине до уплотнения (а) и после уплотнения тяжелыми трамбовками (б)
I — отметка поверхности до уплотнения; 2 — то же, после уплотнения; 3— нижняя граница уплотненной зоны; 4 — граница распространения уплотнения

Во всех случаях ширина уплотняемой полосы за пределами фундаментов должна быть не менее 0,2 м с каждой стороны и не менее диаметра трамбовки.

4.101. Требуемая глубина уплотнения просадочных грунтов тяжелыми трамбовками в основании фундаментов определяется из условия полного устранения просадочных свойств грунтов в пределах всей деформируемой зоны или только ее верхней части на глубину» при которой суммарные осадки и просадки фундаментов не превышают предельно допустимых величин для зданий и сооружений.

При применении уплотнения с целью создания сплошного маловодопроницаемого экрана глубина уплотнения должна быть не менее 1,5 м.

4.102. Плотность грунта в уплотненном слое назначается исходя из полного устранения просадочных свойств грунтов, обеспечения достаточно низкой сжимаемости и высокой прочности уплотненных грунтов и задается средним значением плотности в уплотненном слое и плотностью на нижней границе уплотненного слоя.

Примечание. Для подавляющего большинства распространенных на территории СССР лессовых грунтов среднее значение объемного веса скелета грунта в уплотненном слое должно быть не менее 1,65—1,70 тс/м3, а на нижней границе уплотненной зоны— не менее 1,6 тс/м3.

4.103. Величина недобора грунта до проектной отметки заложения фундаментов, используемая при отрывке котлованов, принимается равной величине понижения трамбуемой поверхности и определяется по формуле

4/104. Диаметр и вес трамбовок назначаются в зависимости от требуемой глубины уплотнения, формы и размеров уплотняемых площадей и т. п.

При определении веса трамбовок учитывается, что удельное статическое давление понпзу должно быть не менее 2 тс/м2.

4Л05. Расчетная величина осадки фундамента на уплотненном тяжелыми трамбовками грунте вычисляется в соответствии с разделом 3 по схеме двухслойного основания, состоящего из уплотненного грунта и залегающего ниже неуплотненного грунта естественной структуры.

Модуль деформации грунтов основания принимается, как правило, по данным результатов полевых испытаний их статической нагрузкой: для уплотненных грунтов — на отметке заложения фундаментов и для подстилающих грунтов естественного сложения — на глубине, соответствующей нижней границе уплотненного слоя.

При отсутствии данных испытаний штампами для предварительных расчетов допускается принимать значения модулей деформации уплотненных грунтов до плотности не менее 1,65 тс/мэ по табл. 4 9.

4.106. Просадки фундаментов при уплотнении грунтов только в пределах верхней части деформируемой зоны определяются:

а) при применении уплотнения с целью устранения просадочных свойств грунтов — исходя из полного водонасыщения грунтов, залегающих ниже уплотненного слоя, по рекомендациям п. 4 57. (13 прил. 3);

б) при применении уплотиенпя с целью создания маловодопро-ннцаемого экрана — с учетом неполного водонасьпцепия подстилающего грунта [см. п. 4.61 (14 прил. 3)].

Пример. Определить основные параметры уплотненного тяжелыми трамбовками основания фундаментов промышленного здания пролетом 24 м и шагом колонн 6 м.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГРУНТОВЫХ ПОДУШЕК

4.107. Сущность метода устройства грунтових подушек состоит в замене просадочного грунта в пределах всей или части деформируемой зоны уплотненным местным глинистым грунтом

Грунтовые подушки применяются в целях, указанных в п 4 94, и, как правило, в тех случаях, когда не может быть применено уплотнение тяжелыми трамбовками, а именно при.

а) степени влажности просадочных грунтов в основании фундаментов G>0,7,

б) необходимости получения в основании фундаментов уплотненного слоя толщиной более 3—3,5 м,

в) отсутствии механизмов для уплотнения тяжелыми трамбовками,

г) наличии на расстояниях, менее указанных в п. 4 98, существующих зданий и сооружений

4.108. В проекте на устройство грунтовых подушек должны быть указаны:

толщина и размеры грунтовой подушки в плане в пределах отдельных фундаментов или зданий и сооружений в целом,

план планировки котлована для устройства грунтовых подушек; рекомендуемые виды грунтов для подушек; значения оптимальной влажности грунтов; требуемая плотность грунта в подушке; толщина отсыпаемых слоев;

типы грунтоуплотняющих механизмов и ориентировочное число их проходов для уплотнения грунтов до требуемой плотности; расчетное давление на уплотненный грунт подушки.

4.109. Необходимая толщина грунтовой подушки определяется, как правило, из условия полного устранения просадочных свойств грунтов в пределах деформируемой зоны.

При значительной толщине грунтовой подушки, получаемой в соответствии с п. 4.101, толщину ее допускается уменьшать и выполнять грунтовые подушки только в пределах верхней части деформируемой зоны.

Возможная толщина грунтовой подушки при частичном устранении просадочных свойств грунтов в пределах деформируемой зоны определяется расчетом по деформациям исходя из того, что суммарные осадки и просадки фундаментов зданий и сооружений не должны превышать предельно допустимых для них величин.

4.110. Для малоэтажных зданий с нагрузкой на ленточный фундамент до 15 тс/м и столбчатый фундамент до 60 тс толщину грунтовой подушки допускается определять по формуле

Ширина грунтовой подушки поверху в этих случаях должна быть не менее чем на 0,6 м больше ширины фундамента, а понизу не менее чем на 0,4 м.

4.113. Выбор грунта для устройства грунтовых подушек производится в основном в зависимости от местных грунтовых условий и целевого назначения применения подушек.

При возведении грунтовых подушек с целью создания сплошного маловодопроницаемого экрана необходимо, применять лессовидные глины и суглинки, так как в этих случаях достигается наибольшая их водонепроницаемость.

Дренирующие материалы (песок, шлак и т. п.) для устройства грунтовых подушек допускается применять с учетом их технико-экономических показателей только на площадках с I типом грунтовых условий по просадочности.

4.114. Грунтовые подушки должны устраиваться из однородных грунтов оптимальной влажности.

При уплотнении грунта в подушках трамбованием значение оптимальной влажности принимается по п. 4.96, а при уплотнении укаткой — равной влажности на границе раскатывания.

При влажности грунта, применяемого для возведения подушки, ниже оптимальной более чем на 0,03 (в абсолютном значении), должно производиться доувлажнение eFo до оптимальной влажности.

4.115. При устройстве грунтовых подушек с целью ликвидации просадочных свойств основания плотность грунта (объемный вес скелета) должна быть не менее 1,6 тс/м3, и не менее величины, при которой просадка грунта исключается, а при устройстве подушек с целью создания сплошного водонепроницаемого экрана — не менее 1,7 тс/м3.

Пример. Определить размеры грунтовой подушки под двухэтажное каркасное здание детсада с сеткой колонн 3X6 и 6X6 м, размером в плане 42X48 м. Фундаменты имеют глубину заложения 1 м и нагрузку на них 32 и 46 тс.

Исходные данные. Здание проектируется на участке, сложенном просадочным лёссовидным суглинком толщиной слоя 6 м, относящемся к I типу грунтовых условий по просадочности. Ниже залегают водонасыщенные непросадочные суглинки. Лёссовидные суглинки

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ В ВЫТРАМБОВАННЫХ КОТЛОВАНАХ

4.116. Особенность метода возведения столбчатых фундаментов в вытрамбованных котлованах состоит в том, что котлованы под отдельные фундаменты не отрываются, а вытрамбовываются на необходимую глубину падающей с высоты 6-—8 м по направляющей штанге трамбовкой весом 1,5—7 т. После этого в вытрамбованный котлован заливается враспор монолитный бетон (без опалубки) или ус-танавливается сборный фундамент, имеющий форму и размеры котлована.

Вытрамбовывание котлованов выполняется тяжелыми трамбовками, с помощью которых образуется котлован заданной формы и глубины, с уплотненным грунтом под котлованом и его наклонными стенками.

Изменение плотности уплотненных грунтов по глубине и в стороны от котлована приведено на рис. 4.16.

4.117. Фундаменты в вытрамбованных котлованах применяются на площадках с I типом грунтовых условий по просадочности при:

в) расположении вытрамбовываемых котлованов от существующих зданий и сооружений на расстояниях, не менее указанных и п. 4.98.

4.118. В проекте фундаментов в вытрамбованных котлованах должны быть указаны:

план планировки котлована под здание или сооружение, план расположения вытрамбованных котлованов; размеры и глубина отдельных вытрамбованных котлованов; размеры и вес трамбовки, высота ее сбрасывания, влажность грунтов, при которой осуществляется вытрамбовывание котлованов, и при необходимости повышения природной влажности до оптимальной — требуемое количество воды;

ориентировочные размеры уплотненной зоны при заданных размерах трамбовок и режиме трамбования;

ориентировочное число ударов трамбовки, необходимое для вы-трамбовывания котлованов на заданную глубину

4.119. Отметки планировки котлованов под здания и сооружения для вытрамбовывания отдельных котлованов под столбчатые фундаменты принимаются исходя из необходимости срезки насыпного и растительного слоя грунта, содержащего органических включений более 5%, и, как правило, принимаются равными отметкам основания полов.

Примечание. Повышение плотности грунта подсыпки свыше 1,6 тс/м3 не допускается, так как приводит к резкому снижению эффективности вытрамбовывания котлованов.

4.120. План вытрамбованных котлованов для каркасных зданий разрабатывается в соответствии с планом колонн и действующими нагрузками исходя из того, что под каждую колонну вытрамбовывается отдельный котлован, а под спаренные колонны у осадочных я температурных швов котлован вытрамбовывается в два следа.

Под ленточные фундаменты вытрамбованные котлованы располагаются по осям стен на расстояниях, определяемых исходя из нагрузок на фундамент, плана расположения стен, длины фундаментных балок и т. п

Минимальное расстояние в осях между вытрамбованными котлованами должно быть не менее 2 Ьср.

4.121. Размеры вытрамбованных котлованов в плане назначаются в соответствии с размерами фундаментов. Глубина вытрамбовывания котлованов принимается исходя из необходимой глубины заложения фундаментов с учетом требований пп. 3.126—3.156 (3 27— 3.39), а также связи их с каналами, приямками и коммуникациями

Минимальная глубина вытрамбовывания котлованов должна быть не менее величины, определяемой исходя из необходимости получения в основании максимально возможной толщины уплотненной зоны по формуле (4.26). 

Рис. 4 17. Конструкция фундаментов в вытрамбованных котлованах
а — со стаканом 1 для заделки колонны; б — с анкерными болтами 2; в — с опорной плитой 3 для приварки колонны; г—с гнездами 4 для опирания фундаментных балок

характеристик, уплотненного слоя, толщины его, а также величины начального просадочного давления грунта, залегающего ниже уплотненного слоя.

При растете столбчатого фундамента в вытрамбованном котловане должно выполняться условие (рис. 4.18):

содержание      ..     2      3      4      5     ..