Цели и методы полевых исследований свойств вечномерзлых, промерзающих и оттаивающих грунтов при инженерно-геологических изысканиях

 

  Главная       Учебники - Газпром      СТО Газпром 2-2.1-435-2010

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Страницы   ..  1  2  3  4  ..

 

 

Г.5. Цели и методы полевых исследований свойств вечномерзлых, промерзающих и оттаивающих грунтов при инженерно-геологических изысканиях

 

Таблица Г.4

 

Цели и методы полевых исследований свойств вечномерзлых, промерзающих и оттаивающих грунтов при инженерно-геологических изысканиях

 

 

 

Методы полевых исследований свойств грунтов

Цели полевых исследований свойств грунтов

Изучаемые грунты

Обозначение государственного стандарта метода исследований

Определение показателей

Физические свойства грунтов

Деформационные свойства грунтов

Прочностные свойства твердомерзлых грунтов

Прочностные свойства пластично-мерзлых грунтов

Удельные касательные силы пучения промерзающих грунтов, удельные нормальные силы давления пучения грунтов, деформации грунтов

Оценка пространственной изменчивости свойств грунтов

Оценка несущей способности свай

Крупнообломочные мерзлые

Песчаные мерзлые

Глинистые твердомерзлые

Глинистые пластично-мерзлые

Глинистые и песчаные засоленные охлажденные ниже нуля по Цельсию

Льды

Изыскания для разработки проекта

Исследование плотности грунтов

+

-

-

-

-

+

-

+

+

+

+

+

+

1*

Испытание «горячим» штампом

-

+ (II)

-

-

-

-

-

С

+

+

+

-

-

ГОСТ 20276-99

Испытание штампом

-

С (I)

-

-

-

-

-

-

-

-

+

+

+

4*

Испытание на срез целиков грунтов

-

-

С

С

-

-

-

-

+

+

+

+

-

2*, 4*

Испытания промерзающих грунтов на силовые воздействия (на фундаменты, опоры и др.)

-

-

-

-

С

-

-

+

+

+

+

+

-

ГОСТ 27217-87

Исследование вертикальных перемещений грунтов при промерзании и оттаивании

-

-

-

-

С

-

-

+

+

+

+

+

-

ГОСТ 28622-90

Испытание эталонной сваей

-

-

-

-

-

-

+

-

+

+

+

+

+

3*, 4*

Испытание статическим зондированием

-

+

-

+

-

+

+

-

-

-

+

+

-

4*

Изыскания для разработки рабочей документации

Исследование плотности грунтов

+

-

-

-

-

+

-

+

+

+

+

+

+

1*

Испытание «горячим» штампом

-

+ (II)

-

-

-

-

-

+

+

+

+

-

-

ГОСТ 20276-99

Испытание штампом

-

(I)

-

-

-

-

-

-

-

-

+

+

+

4*

Испытание на срез целиков грунтов

-

-

С

С

-

-

-

-

+

+

+

+

-

2*, 4*

Испытания промерзающих грунтов на силовые воздействия (на фундаменты, опоры и др.)

-

-

-

-

+

-

-

+

+

+

+

+

-

ГОСТ 27217-87

Исследование вертикальных перемещений грунтов при промерзании и оттаивании

-

-

-

-

+

-

-

+

+

+

+

+

-

1*

Испытание эталонной сваей

-

-

-

-

-

-

+

-

+

+

+

+

+

3*, 4*

Испытание натурных свечей

-

-

-

-

-

-

С

-

+

+

+

+

+

ГОСТ 24546-81

Испытание статическим зондированием

-

+

-

+

-

+

+

-

-

-

+

+

-

4*

Обозначения:

(I), (II) - принцип использования мерзлых грунтов в качестве основания;

«+» - исследование выполняется;

«-» - исследование не выполняется;

«С» - исследование выполняется по специальному заданию;

* - разработанных стандартов нет, рекомендуется использовать:

1) Руководство по определению физических, теплофизических и механических характеристик мерзлых грунтов. - М.: Стройиздат, 1973.

2) Рекомендации по определению физических, прочностных и деформационных характеристик мерзлых и оттаивающих крупнообломочных, полускальных и сильновыветрелых скальных грунтов. - М: НИИОСП, 1990.

3) Временная инструкция по проведению испытаний эталонной сваей вечномерзлых грунтов. - М.: Фундаментпроект, 1987.

4) Методическое пособие по полевым испытаниям вечномерзлых грунтов. - М.: Фундаментпроект, 1987.

 


 

Приложение Д

(рекомендуемое)

 

Нормативные и расчетные значения прочностных и деформационных характеристик талых грунтов

 

Д.1. Нормативные характеристики грунтов, приведенные в таблицах Д.1 - Д.20, допускается использовать для предварительных расчетов оснований сооружений I и II уровней ответственности, а также для окончательных расчетов оснований сооружений III уровня ответственности. При соответствующем обосновании допускается использовать таблицы для окончательных расчетов сооружений II уровня ответственности (технически несложные сооружения, сооружения, малочувствительные к деформациям основания и др.).

 

Таблица Д.1

 

Нормативные значения удельного сцепления cn, кПа, угла внутреннего трения jn, град., и модуля деформации E, МПа, песков четвертичных отложений

 

Пески

Обозначения характеристик грунтов

Характеристики грунтов при коэффициенте пористости e, равном

0,45

0,55

0,65

0,75

Гравелистые и крупные

c

2

1

-

-

j

43

40

38

-

E

50

40

30

-

Средней крупности

c

3

2

1

-

j

40

38

35

-

E

50

40

30

-

Мелкие

c

6

4

2

-

j

38

36

32

28

E

48

38

28

18

Пылеватые

c

8

6

4

2

j

36

34

30

26

E

39

28

18

11

 

Таблица Д.2

 

Нормативные значения удельного сцепления cn, кПа, угла внутреннего трения jn, град., глинистых нелессовых грунтов четвертичных отложений

 

Наименование грунтов и пределы нормативных значений их показателя текучести IL

Обозначения характеристик грунтов

Характеристики грунтов при коэффициенте пористости e, равном

0,45

0,55

0,65

0,75

0,85

0,95

1,05

Супеси

£ IL £ 0,25

c

21

17

15

13

-

-

-

j

30

29

27

24

-

-

-

0,25 IL £ 0,75

c

19

15

13

11

9

-

-

j

28

26

24

21

18

-

-

Суглинки

£ IL £ 0,25

c

47

37

31

25

22

19

-

j

26

25

24

23

22

20

-

0,25 IL £ 0,5

c

39

34

28

23

18

15

-

j

24

23

22

21

19

17

-

0,5 IL £ 0,75

c

-

-

25

20

16

14

12

j

-

-

19

18

16

14

12

Глины

£ IL £ 0,25

c

-

81

68

54

47

41

36

j

-

21

20

19

18

16

14

0,25 IL £ 0,5

c

-

-

57

50

43

37

32

j

-

-

18

17

16

14

11

0,5 IL £ 0,75

c

 

-

45

41

36

33

29

j

-

-

15

14

12

10

7

 

Таблица Д.3

 

Нормативные значения модуля деформации E, МПа, глинистых нелессовых грунтов

 

Происхождение и возраст грунтов

Наименование грунтов и пределы нормативных значений их показателя текучести IL

Модуль деформации грунтов E, МПа, при коэффициенте пористости e, равном

0,35

0,45

0,55

0,65

0,75

0,85

0,95

1,05

1,2

1,4

1,6

Четвертичные отложения

Аллювиальные, делювиальные, озерные, озерно-аллювиальные

Супеси

£ IL £ 0,75

-

32

24

16

10

7

-

-

-

-

-

Суглинки

£ IL £ 0,25

-

34

27

22

17

14

11

-

-

-

-

0,25 IL £ 0,5

-

32

25

19

14

11

8

-

-

-

-

0,5 IL £ 0,75

-

-

-

17

12

8

6

5

-

-

-

Глины

£ IL £ 0,25

-

-

28

24

21

18

15

12

-

-

-

0,25 IL £ 0,5

-

-

-

21

18

15

12

9

-

-

-

0,5 IL £ 0,75

-

-

-

-

15

12

9

7

-

-

-

Флювио-гляциальные

Супеси

£ IL £ 0,75

-

33

24

17

11

7

-

-

-

-

-

Суглинки

£ IL £ 0,25

-

40

33

27

21

-

-

-

-

-

-

0,25 IL £ 0,5

-

35

28

22

17

14

-

-

-

-

-

0,5 IL £ 0,75

-

-

-

17

13

10

7

-

-

-

-

Моренные

Супеси, Суглинки

IL £ 0,5

60

50

40

-

-

-

-

-

-

-

-

Юрские отложения оксфордского яруса

Глины

-0,25 £ IL £ 0

-

-

 

-

-

-

27

25

22

-

-

IL £ 0,25

-

-

-

-

-

-

24

22

19

15

-

0,25 IL £ 0,5

-

-

-

-

-

-

-

-

16

12

10

 

Таблица Д.4

 

Нормативные значения модуля деформации E, МПа, угла внутреннего трения jn, град., и удельного сцепления cn, кПа, глинистых заторфованных грунтов при степени заторфованности 0,05 £ Iот £ 0,25

 

Пределы нормативных значений показателя текучести IL

Обозначения характеристик грунтов

Характеристики глинистых грунтов при степени заторфованности Iот и коэффициенте пористости e, равных

Iот = 0,05 - 0,1

Iот = 0,1 - 0,25

0,65

0,75

0,85

0,95

1,05

1,15

1,25

1,35

£ IL £ 0,25

E

13

12

11

10

8,5

8

7

5

j

21

20

18

16

15

-

-

-

c

29

33

37

45

48

-

-

-

0,25 < IL £ 0,5

E

11

10

8,5

7,5

7

6

5,5

5

j

21

20

18

16

15

14

13

12

c

21

22

24

31

33

36

39

42

0,5 < IL £ 0,75

E

8

7

6

5,5

5

5

4,5

4

j

21

20

18

16

15

14

13

12

c

18

19

20

21

23

24

26

28

0,75 < IL £ 1

E

6

5

4,5

4,0

3,5

3

2,5

-

j

-

-

-

18

18

18

17

-

c

-

-

-

15

16

17

18

-

 

Д.2. Для получения расчетных значений характеристик грунтов применяются следующие коэффициенты надежности по грунту (gg):

- в расчетах оснований по деформациям gg = 1;

- в расчетах оснований по несущей способности:

а) для удельного сцепления gg(c) = 1,5;

б) для угла внутреннего трения песчаных грунтов gg(j) = 1,1;

в) то же глинистых грунтов gg(j) = 1,15.

Д.3. Для отдельных районов допускается вместо таблиц Д.1 - Д.20 пользоваться региональными таблицами характеристик грунтов, специфических для этих районов, приведенными в территориальных строительных нормах.

 

Таблица Д.5

 

Нормативные значения удельного сцепления cn, кПа, угла внутреннего трения jn, град., и модуля деформации E, МПа, элювиальных песков

 

 

 

 

 

 

 

 

Пески

Обозначения характеристик

Характеристики песков при коэффициенте пористости e, равном

0,45

0,55

0,65

0,75

0,85

1,0

1,2

Дресвянистые

c

45

41

39

37

35

34

-

j

34

31

28

25

23

21

-

E

44

33

24

18

15

14

-

Крупные и средней крупности

c

41

35

29

23

19

-

-

j

32

30

27

24

22

-

-

E

44

31

22

14

13

-

-

Пылеватые

c

58

51

44

39

33

29

24

j

32

30

27

24

22

20

18

E

48

38

29

21

16

12

10

Примечание - Данные таблицы распространяются на элювиальные пески, образованные при выветривании кварцесодержащих магматических пород.

 

Таблица Д.6

 

Нормативные значения удельного сцепления cn, кПа, угла внутреннего трения jn, град., и модуля деформации E, МПа, элювиальных глинистых грунтов магматических и метаморфических пород

 

Наименование грунтов и пределы нормативных значений их показателя текучести IL

Обозначения характеристик грунтов

Характеристики грунтов при коэффициенте пористости e, равном

0,55

0,65

0,75

0,85

0,95

1,05

1,2

Супеси

IL < 0

c

47

44

42

41

40

39

-

j

34

31

28

26

25

24

-

E

37

30

25

20

15

10

-

£ IL £ 0,75

c

42

41

40

39

38

-

-

j

31

28

26

25

24

-

-

E

25

18

14

12

11

-

-

Суглинки

£ IL £ 0,25

c

57

55

54

53

52

51

50

j

24

23

22

21

20

19

18

E

27

25

23

21

19

17

14

0,25 < IL £ 0,5

c

-

48

46

44

42

40

37

j

-

22

21

20

19

18

17

E

-

19

16

14

13

12

11

Суглинки

0,5 < IL £ 0,75

c

-

-

41

36

32

29

25

j

-

-

20

19

18

17

16

E

-

-

15

13

11

10

9

Глины

£ IL £ 0,25

c

-

62

60

58

57

56

-

j

-

20

19

18

17

16

-

E

-

19

18

17

16

15

-

0,25 < IL £ 0,5

c

-

54

50

47

44

-

-

j

-

17

15

13

12

-

-

E

-

14

12

10

9

-

-

Примечание - Данные таблицы распространяются на элювиальные глинистые грунты, в которых содержание крупнообломочных частиц (d ³ 2 мм) не превышает 20 % по массе.

 

Д.4. Характеристики песков в таблице Д.1 относятся к кварцевым пескам с зернами различной окатанности, содержащих не более 20 % полевого шпата и не более 5 % в сумме различных примесей (слюда, глауконит и пр.), включая органическое вещество, независимо от степени влажности грунтов Sr.

 

Таблица Д.7

 

Нормативные значения удельного сцепления cn, кПа, угла внутреннего трения jn, град., и модуля деформации E, МПа, элювиальных глинистых грунтов осадочных аргиллито-алевролитовых пород

 

Обозначение характеристик грунтов

Характеристики грунтов при коэффициенте пористости e, равном

0,45

0,55

0,65

0,75

0,85

c

58

48

40

35

31

j

29

24

21

19

17

E

25

21

17

13

10

 

Таблица Д.8

 

Расчетные сопротивления R0 крупнообломочных грунтов

 

Крупнообломочные грунты

Значения R0, кПа

Галечниковые (щебенистые) с заполнителем:

 

- песчаным;

600

- глинистым при показателе текучести:

 

IL £ 0,5

450

0,5 < IL £ 0,75

400

Гравийные (дресвяные) с заполнителем:

 

- песчаным;

500

- глинистым при показателе текучести:

 

IL £ 0,5

400

0,5 < IL £ 0,75

350

 

Таблица Д.9

 

Расчетные сопротивления R0 песков

 

Пески

Значения R0, кПа, в зависимости от плотности сложения песков

плотные

средней плотности

Крупные

600

500

Средней крупности

500

400

Мелкие:

 

 

- маловлажные;

400

300

- влажные и насыщенные водой

300

200

Пылеватые:

 

 

- маловлажные;

300

250

- влажные;

200

150

- насыщенные водой

150

100

 

Д.5. Характеристики глинистых грунтов в таблицах Д.2 и Д.3 относятся к грунтам, содержащим не более 5 % органического вещества и имеющим степень влажности Sr ³ 0,8.

Д.6. Для грунтов с промежуточными значениями e, не указанными в таблицах Д.1 - Д.20, значения cnjn и E определяют интерполяцией.

Если значения eIL и Sr грунтов выходят за пределы, предусмотренные таблицами Д.1 - Д.20 характеристики enjn и E следует определять по данным непосредственных испытаний этих грунтов.

Допускается в запас надежности принимать характеристики cnjn и E по соответствующим нижним пределам eIL и Sr в таблицах Д.2 и Д.3, если грунты имеют значения eIL и Sr меньше этих предельных значений.

Д.7. Для определения значений cnjn и E по таблицам Д.2 и Д.3 используют нормативные значения eIL и Sr.

 

Таблица Д.10

 

Расчетные сопротивления R0 глинистых (непросадочных) грунтов

 

 

 

 

 

 

 

Глинистые грунты

Коэффициент пористости e

Значения R0, кПа, при показателе текучести грунта IL, равном

0

1

Супеси

0,5

300

200

0,7

250

150

Суглинки

0,5

350

250

0,7

250

180

1,0

200

100

Глины

0,5

600

400

0,6

500

300

0,8

300

200

1,1

250

100

 

Таблица Д.11

 

Расчетные сопротивления R0 глинистых просадочных грунтов

 

Грунты

Значения R0, кПа, просадочных грунтов

природного сложения с плотностью в сухом состоянии rd, кг/м3

уплотненных с плотностью в сухом состоянии rd, кг/м3

1350

1550

1600

1700

Супеси

300/150

350/180

200

250

Суглинки

350/180

400/200

250

300

Примечание - В числителе приведены значения R0, относящиеся к незамоченным просадочным грунтам со степенью влажности Sr £ 0,5; в знаменателе - значения R0, относящиеся к таким же грунтам с Sr ³ 0,8, а также к замоченным просадочным грунтам.

 

Таблица Д.12

 

Расчетные сопротивления R0 заторфованных песков

 

Пески средней плотности

Значения R0, кПа, в зависимости от степени заторфованности грунта Iот

0,03 < Iот £ 0,1

0,1 < Iот £ 0,25

0,25 < Iот £ 0,40

Пески мелкие:

 

 

 

- маловлажные;

250

180

90

- очень влажные и насыщенные водой

150

100

70

Пески пылеватые:

 

 

 

- маловлажные;

200

120

80

- очень влажные;

100

80

50

- насыщенные водой

80

60

40

Примечание - Значения R0 в таблице относятся к грунтам со степенью разложения растительных остатков Dpd £ 20 %. При Dpd > 20 % значения R0 принимают с коэффициентом 0,8.

 

Таблица Д.13

 

Расчетные сопротивления R0 элювиальных крупнообломочных грунтов

 

Крупнообломочные грунты

Значения R0, кПа, при исходных образующих породах

магматических и метаморфических

осадочных сцементированных

содержащих кварц

бескварцевых

песчаники

аргиллиты и алевролиты

Глыбовые

900

700

800

600

Щебенистые невыветрелые

800

600

600

500

Щебенисто-дресвяные слабовыветрелые

600

500

500

400

Дресвяные сильновыветрелые

500

400

400

300

 

Таблица Д.14

 

Расчетные сопротивления R0 элювиальных песков

 

 

Пески

Коэффициент пористости e

Значения R0, кПа

Дресвяные, независимо от влажности

0,5

600

0,7

450

0,9

300

Крупные и средней крупности, независимо от влажности

0,5

500

0,7

350

0,9

250

Пылеватые маловлажные и влажные

0,5

550

0,7

400

0,9

300

1,1

200

Примечания

1. Приведенные значения R0 относятся к элювиальным пескам, образованным при выветривании магматических кварцесодержащих пород и осадочных сцементированных песчаников.

2. Для пылеватых песков, насыщенных водой, значения R0 принимают с коэффициентом 0,8 к соответствующим значениям e.

 

Таблица Д.15

 

Расчетные сопротивления R0 элювиальных глинистых грунтов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Грунты

Коэффициент пористости e

Значения R0, кПа, при показателе текучести IL, равном

0

1

Супеси

0,5

300

250

0,7

250

200

Суглинки

0,5

300

250

0,7

250

180

0,9

200

130

1,1

150

100

Глины

0,6

500

300

0,8

300

200

1,1

250

150

1,25

200

100

Примечание - Приведенные значения R0 относятся к элювиальным глинистым слабоструктурным грунтам, образованным при выветривании магматических пород. Для глинистых аргиллито-алевролитовых грунтов значения R0 принимают с коэффициентом 0,9.

 

Таблица Д.16

 

Расчетные сопротивления R0 насыпных грунтов

 

Характеристики насыпи

Значение R0, к Па

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

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

Sr £ 0,5

Sr ³ 0,8

Sr £ 0,5

Sr ³ 0,8

Насыпи, планомерно возведенные с уплотнением

250

200

180

150

Отвалы грунтов и отходов производств:

 

 

 

 

- с уплотнением;

250

200

180

150

- без уплотнения

180

150

120

100

Свалки грунтов и отходов производств:

 

 

 

 

- с уплотнением;

150

120

120

100

- без уплотнения

120

100

100

80

Примечания

1. Значения R0 относятся к насыпным грунтам с содержанием органических веществ Iот £ 0,1.

2. Для неслежавшихся отвалов и свалок грунтов и отходов производств значения R0 принимают с коэффициентом 0,8.

 

Таблица Д.17

 

Расчетные сопротивления грунтов обратной засыпки R0 для выдергиваемых фундаментов опор воздушных линий электропередачи

 

Относительное заглубление фундамента l = d/b

Значения R0, кПа

Глинистые грунты при показателе текучести IL £ 0,5 и плотности грунта обратной засыпки, т/м3

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

1,55

1,70

1,55

1,70

0,8

32

36

32

40

1,0

40

45

40

50

1,5

50

65

55

65

2,0

60

85

70

85

2,5

-

100

-

100

Примечания

1. Значения R0 для глин и суглинков с показателем текучести 0,5 < IL £ 0,75 и супесей при 0,5 < IL £ 1,0 принимают по графе «Глинистые грунты» с введением коэффициентов соответственно 0,85 и 0,7.

2. Значения R0 для пылеватых песков принимают как для песков средней крупности и мелких с коэффициентом 0,85.

 

Таблица Д.18

 

Расчетные сопротивления под нижним концом забивных свай и свай-оболочек, погружаемых без выемки грунта, R, кПа

 

Глубина погружения нижнего конца сваи, м

Песчаные грунты средней плотности

гравелистых

крупных

-

средней крупности

мелких

пылеватых

-

Пылевато-глинистые грунты при показателе текучести IL, равном

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

3

7500

6600/4000

3000

3100/2000

2000/1200

1100

600

4

8300

6800/5100

3800

3200/2500

2100/1600

1250

700

5

8800

7000/6200

4000

3400/2800

2200/2000

1300

800

7

9700

7300/6900

4300

3700/3300

2400/2200

1400

850

10

10500

7700/7300

5000

4000/3500

2600/2400

1500

900

15

11700

8200/7500

5600

4400/4000

2900

1650

1000

20

12600

8500

6200

4800/4500

3200

1800

1100

25

13400

9000

6800

5200

3500

1950

1200

30

14200

9500

7400

5600

3800

2100

1300

35

15000

10000

8000

6000

4100

2250

1400

Примечания

1. В числителе даны значения R для песчаных грунтов, в знаменателе - для пылевато-глинистых.

2. Глубину погружения нижнего конца сваи и среднюю глубину расположения слоя грунта при планировке территории срезкой, подсыпкой, намывом до 3 м следует принимать от уровня природного рельефа, а при срезке, подсыпке, намыве от 3 до 10 м - от условной отметки, расположенной соответственно на 3 м выше уровня срезки или на 3 м ниже уровня подсыпки.

3. Для промежуточных глубин погружения свай и промежуточных значений показателя текучести IL пылевато-глинистых грунтов значения R и fi определяются интерполяцией.

4. Для плотных песчаных грунтов, степень плотности которых определена по данным статического зондирования, значения R для свай, погруженных без использования подмыва или лидерных скважин, следует увеличить на 100 %. При определении степени плотности грунта по данным других видов инженерных изысканий и отсутствии данных статического зондирования для плотных песков значения R следует увеличить на 60 %, но не более чем до 20000 кПа.

5. Значения расчетных сопротивлений R допускается использовать при условии, если заглубление свай в неразмываемый и несрезаемый грунт составляет не менее 3,0 м.

6. Значения расчетного сопротивления R под нижним концом забивных свай сечением 0,15 ´ 0,15 м и менее, используемых в качестве фундаментов под внутренние перегородки одноэтажных производственных зданий, допускается увеличивать на 20 %.

7. Для супесей при числе пластичности Ip £ 4 и коэффициенте пористости e < 0,8 расчетные сопротивления R и fi следует определять как для пылеватых песков средней плотности.

 

Таблица Д.19

 

Расчетные сопротивления на боковой поверхности забивных свай и свай-оболочек fi, кПа

 

Средняя глубина расположения слоя грунта, м

Расчетные сопротивления на боковой поверхности забивных свай и свай-оболочек fi, кПа

Песчаных грунтов средней плотности

крупных и средней крупности

мелких

пылеватых

-

-

-

-

-

-

Пылевато-глинистых грунтов при показателе текучести IL, равном

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1

35

23

15

12

8

4

4

3

2

2

42

30

21

17

12

7

5

4

4

3

48

35

25

20

14

8

7

6

5

4

53

38

27

22

16

9

8

7

5

5

56

40

29

24

17

10

8

7

6

6

58

42

31

25

18

10

8

7

6

8

62

44

33

26

19

10

8

7

6

10

65

46

34

27

19

10

8

7

6

15

72

51

38

28

20

11

8

7

6

20

79

56

41

30

20

12

8

7

6

25

86

61

44

32

20

12

8

7

6

30

93

66

47

34

21

12

9

8

7

35

100

70

50

36

22

13

9

8

7

Примечания

1. При определении расчетного сопротивления грунта на боковой поверхности свай fi следует учитывать требования, изложенные в примечаниях 2 и 3 к таблице Д.18.

2. При определении расчетных сопротивлений грунтов на боковой поверхности свай fi пласты грунтов следует расчленять на однородные слои толщиной не более 2 м.

3. Значения расчетного сопротивления плотных песчаных грунтов на боковой поверхности свай fi следует увеличивать на 30 % по сравнению со значениями, приведенными в таблице.

4. Расчетные сопротивления супесей и суглинков с коэффициентом пористости e < 0,5 и глин с коэффициентом пористости e < 0,6 следует увеличивать на 15 % по сравнению со значениями, приведенными в таблице, при любых значениях показателя текучести.

 

Таблица Д.20

 

Расчетное сопротивление R, кПа, под нижним концом буровых свай, погружаемых с выемкой грунта и заполняемых бетоном при пылевато-глинистых грунтах за исключением лессовых

 

Глубина заложения нижнего конца сваи h, м

Показатель текучести IL

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

3

850

750

650

500

400

300

250

5

1000

850

750

650

500

400

350

7

1150

1000

850

750

600

500

450

10

1350

1200

1050

950

800

700

600

12

1550

1400

1250

1100

950

800

700

15

1800

1650

1500

1300

1100

1000

800

18

2100

1900

1700

1500

1300

1150

950

20

2300

2100

1900

1650

1450

1250

1050

30

3300

3000

2600

2300

2000

-

-

40

4500

4000

3500

3000

2500

-

-

Примечание

Для свайных фундаментов опор мостов значения следует:

а) повышать (при расположении опор в водоеме) на величину, равную 1,5gwhw, где gw - удельный вес воды - 10 кН/м3hw - глубина слоя воды в водоеме от ее уровня при расчетном паводке до уровня дна водоема, а при возможности размыва - до уровня дна после общего размыва;

б) понижать при коэффициенте пористости грунта e > 0,6, при этом коэффициент понижения m следует определять интерполяцией между значениями m = 1,0 при e = 0,6 и m = 0,6 при e = 1,1.

 

 

Приложение Е

(рекомендуемое)

 

Физические и теплофизические характеристики мерзлых грунтов

 

Е.1. Основными физическими характеристиками, определяемыми для многолетнемерзлых грунтов, являются влажность, льдистость, засоленность и заторфованность.

Е.2. Для характеристики влажности мерзлых грунтов используются такие показатели, как суммарная влажность мерзлого грунта Wtot, влажность мерзлого грунта, расположенного между ледяными включениями Wm, и влажность мерзлого грунта за счет незамерзшей воды Ww.

Суммарная влажность мерзлого грунта Wtot и влажность мерзлого грунта, расположенного между ледяными включениями Wm, определяются в соответствии с ГОСТ 5180.

Влажность незасоленного мерзлого грунта за счет незамерзшей воды Ww определяется опытным путем. При расчетах сооружений II и III классов ответственности, возводимых с сохранением мерзлого состояния грунтов, а также для выполнения предварительных расчетов оснований значения Ww для незасоленных мерзлых грунтов допускается определять по формуле

Ww = kw Wp,                                                              (Е.1)

где kw - коэффициент, принимаемый по таблице Е.1 в зависимости от числа пластичности Ip, д.е, и температуры грунта T, °C;

Wp - влажность грунта на границе пластичности (раскатывания), д.е.

 

Таблица Е.1

 

Коэффициент kw

 

Грунты

Число пластичности Ip, д.е.

Коэффициент kw при температуре грунта T, °C

-0,3

-0,5

-1

-2

-3

-4

-6

-8

-10

Пески и супеси

Ip £ 0,02

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Супеси

0,02 £ Ip £ 0,07

0,6

0,50

0,40

0,35

0,33

0,30

0,28

0,26

0,25

Суглинки

0,07 £ Ip £ 0,13

0,7

0,65

0,60

0,50

0,48

0,45

0,43

0,41

0,40

Суглинки

0,13 £ Ip £ 0,17

*

0,75

0,65

0,55

0,53

0,50

0,48

0,46

0,45

Глины

Ip £ 0,17

*

0,95

0,90

0,65

0,63

0,60

0,58

0,56

0,55

Примечание - В таблице знак «*» означает, что вся вода в порах грунта не замерзшая.

 

Е.3. Льдистость - показатель, характеризующий общее объемное содержание льда в мерзлом грунте. Различается суммарная льдистость мерзлого грунта itot д.е., представляющая собой отношение содержащегося в мерзлом грунте объема льда к объему мерзлого грунта и льдистость грунта за счет видимых ледяных включений ii, д.е., представляющая собой отношение содержащегося в мерзлом грунте объема видимых ледяных включений к объему мерзлого грунта.

По льдистости за счет видимых ледяных включений ii грунты подразделяют согласно таблице Е.2.

Суммарная льдистость мерзлого грунта itot, льдистость грунта за счет видимых ледяных включений ii и степень заполнения объема пор мерзлого грунта льдом и незамерзшей водой Sr определяются в соответствии с ГОСТ 25100.

 

 

 

Таблица Е.2

 

Разновидность грунтов по льдистости

 

 

Разновидность грунтов

Льдистость за счет видимых ледяных включений ii, д.е.

Скальные и полускальные грунты

Дисперсные грунты

Слабольдистые

Меньше 0,01

Меньше 0,20

Льдистые

0,01 - 0,05

0,21 - 0,40

Сильнольдистые

Больше 0,05

0,41 - 0,60

Очень сильнольдистые

-

0,61 - 0,90

 

Е.4. Под засоленностью понимается наличие в мерзлом грунте водорастворимых солей в таком количестве, которое существенно изменяет прочностные и деформационные свойства грунтов.

Оценка строительных свойств засоленных многолетнемерзлых грунтов производится по характеристикам, принятым для мерзлых грунтов, а также по следующим дополнительным характеристикам:

- степень засоленности грунта;

- концентрация порового раствора;

- температура начала замерзания грунта;

- состав водорастворимых солей грунта.

Вес солей в грунте gs определяют по результатам исследования образцов грунта методом водной вытяжки или специальным прибором - солемером.

Степени засоленности грунта Dsal, %, характеризующую относительное содержание в грунте водорастворимых солей, следует определять как отношение массы солей gs к массе мерзлого грунта gf (включая массу содержащихся в нем солей) по формуле

.                                                         (Е.2)

По степени засоленности Dsal грунты подразделяют согласно таблице Е.3.

 

Таблица Е.3

 

Разновидность грунтов по засоленности

 

Разновидность грунтов

Суммарное содержание легкорастворимых солей Dsal, % массы сухого грунта

песчаные грунты

глинистые грунты

Слабозасоленные

0,05 - 0,10

0,20 - 0,50

Среднезасоленные

0,11 - 0,20

0,51 - 1,00

Сильнозасоленные

Больше 0,20

Больше 1,00

 

Влажность за счет незамерзшей воды Wн, содержащейся в засоленном многолетнемерзлом грунте, следует определять опытным путем (методом калориметрирования). При расчетах сооружений II и III классов ответственности, возводимых с сохранением мерзлого состояния грунтов, а также для выполнения предварительных расчетов оснований значения Ww для засоленных мерзлых грунтов допускается определять по формуле

Ww = kw Wp + h Dsal,                                                            (E.3)

где h - коэффициент, принимаемый по таблице Е.4 в зависимости от температуры грунта T, °C;

Dsal - степени засоленности грунта (остальные обозначения те же, что и в формуле (Е.1)).

 

Таблица Е.4

 

Коэффициент h

 

Грунты

Коэффициент h при температуре грунта, T °C

-0,3

-0,5

-1

-2

-3

-4

-6

-8

-10

Пески, супеси

141,0

134,6

47,4

22,4

15,6

11,3

7,1

5,7

4,8

Суглинки, глины

109,0

102,7

44,5

18,9

13,0

8,8

5,4

4,0

3,1

 

Концентрация порового раствора cps, д.е., характеризует степень минерализации грунтовой влаги и определяется как отношение солей gs к грунтовому раствору по формуле

,                                                                (E.4)

где gw - вес всей воды, находящейся в мерзлом грунте, а при льдистости грунта itot > 0,4 - вес воды, находящейся только в грунтовой прослойке.

Если известна засоленность грунта, то концентрацию порового раствора допускается определять по формуле

,                                                            (Е.5)

где W - влажность засоленного грунта в долях единиц, принимаемая для грунтов с льдистостью itot £ 0,4, равной Wtot, а с itot > 0,4, равной Wm.

Температура начала замерзания грунта Tbf, °C, характеризует температуру перехода грунта из талого в мерзлое состояние. Для незасоленных песчаных и крупнообломочных грунтов значение Tbf принимается по ГОСТ 25100 равным 0 °C.

Температуру начала замерзания засоленных грунтов следует определять опытным путем. Для глинистых грунтов, в составе воднорастворимых солей которых преобладают хлориды, сульфаты и бикарбонаты (морской тип засоления), температуру начала замерзания Tbfзависимости от концентрации порового раствора cps допускается определять по таблице Е.5, для всех остальных грунтов - по таблице Е.6.

 

Таблица Е.5

 

Температура начала замерзания грунта Tbf, °C, с морским типом засоления

 

 

Грунты

Температура начала замерзания грунта Tbf, °C, с морским типом засоления при концентрации порового раствора cps, д.е.

0

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025

0,03

0,04

0,05

0,06

Глинистые грунты

-0,2

-0,45

-0,65

-0,9

-1,1

-1,4

-1,6

-2,1

-2,55

-3,0

 

Таблица Е.6

 

Температура начала замерзания грунта

 

Грунты

Температура начала замерзания грунта Tbf, °C, при концентрации порового раствора cps, д.е.

незасоленные

0,005

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

Пески крупнозернистые

0

-0,3

-0,6

-1,1

-1,7

-2,2

-2,7

Пески мелкозернистые и пылеватые

-0,10

-0,4

-0,7

-1,3

-1,8

-2,3

-2,8

Супеси

-0,10

-0,5

-0,7

-1,3

-1,8

-2,4

-2,9

Суглинки

-0,20

-0,6

-0,9

-1,4

-1,9

-2,5

-3,0

Глины

-0,20

-0,7

-0,9

-1,5

-2,0

-2,6

-3,1

 

Состав водорастворимых солей, характеризующий тип засоленности грунта (хлоридный, сульфатный, бикарбонатный и т.д.), следует определять методом водной вытяжки.

Засоленные мерзлые грунты так же, как и незасоленные, могут находиться в твердомерзлом, пластично-мерзлом и сыпучемерзлом состоянии. Состояние грунтов следует устанавливать при инженерных изысканиях с учетом состава грунтов, их засоленности, влажности и температуры.

В таблице Е.7 приведены критерии состояния засоленных мерзлых грунтов.

Е.5. Заторфованным считается многолетнемерзлый песчаный или глинистый грунт, содержащий в своем составе в сухой навеске от 10 % до 50 % (по массе) торфа. Характеристикой заторфованности мерзлого грунта является относительное содержание органического вещества Ir, д.е., выражающееся в отношении массы сухих растительных остатков к массе абсолютно сухого грунта.

По относительному содержанию органического вещества Ir глинистые грунты и пески подразделяют согласно таблице Е.8.

Е.6. Основными теплофизическими характеристиками многолетнемерзлых грунтов являются теплопроводность l, объемная теплоемкость C и теплота таяния (замерзания) грунта Lv.

 

Таблица Е.7

 

Критерии состояния засоленных мерзлых грунтов

 

Состояние грунта

Суммарное содержание легкорастворимых солей Dsal, % от массы сухого грунта

пески при T, °C

супеси при T, °C

суглинки и глины при T, °C

-1 ¸ -3

-3 ¸ -8

-1 ¸ -3

-3 ¸ -8

-1 ¸ -3

-3 ¸ -8

Твердомерзлые

0 - 0,05

0 - 0,15

0 - 0,15

0 - 0,3

0 - 0,2

0 - 0,5

Пластично-мерзлые

0,05 - 0,3

0,15 - 0,5

0,2 - 0,6

0,4 - 0,8

0,2 - 1,0

0,5 - 1,5

Охлажденные

Больше 0,3

Больше 0,5

Больше 0,6

Больше 0,8

Больше 1,0

Больше 1,5

 

Таблица Е.8

 

Разновидность грунтов по относительному содержанию органического вещества Ir

 

 

Разновидность грунтов

Относительное содержание органического вещества Ir, д.е.

глинистые грунты

пески

Сильнозаторфованные

0,50 - 0,40

-

Среднезаторфованные

0,40 - 0,25

-

Слабозаторфованные

0,25 - 0,10

-

С примесью органических веществ

0,10 - 0,05

0,10 - 0,03

 

Е.7. Теплопроводность l, Вт/(м·°C) или ккал/(м·ч·°C), и объемная теплоемкость C, Дж/(м3·°C)·10-6 или ккал/(м3·°C) определяются опытным путем в соответствии с ГОСТ 26263. При расчетах сооружений II и III классов ответственности, возводимых с сохранением мерзлого состояния грунтов, а также для выполнения предварительных расчетов оснований значения теплоемкости грунтов в талом Cth и мерзлом Cf состоянии допускается принимать по таблицам Е.9 - Е.23, а значения теплопроводности в талом lth и мерзлом lf по таблицам Е.24 - Е.26, в зависимости от влажности Wtot, плотности сухого грунта (скелета грунта) rd,th,f, степени его засоленности Dsal, и температуры T.

Для грунтов с морским типом засоления значения коэффициента теплопроводности в мерзлом состоянии приведены для двух диапазонов температур выше и ниже минус 5 °C.

Для грунтов с континентальным типом засоления значения коэффициента теплопроводности в мерзлом состоянии во всем диапазоне отрицательных температур допускается принимать по графе T < минус 5 °C.

Для грунтов, находящихся в охлажденном состоянии (при отрицательной температуре поровый лед отсутствует), значение коэффициента теплопроводности следует выбирать равным соответствующей величине теплопроводности талого грунта, кроме случаев, непосредственно указанных в таблицах Е.24 - Е.26.

 

Таблица Е.9

 

Расчетные значения объемной теплоемкости грунта в талом и мерзлом состоянии

 

Плотность сухого грунта rd,th,rdf, т/м3

Суммарная влажность грунта Wtot, д.е.

Объемная теплоемкость грунта C, Дж/(м3·°С)·10-6

Пески (в мерзлом состоянии при T = -1 °C)

незасоленные

засоленные, при Dsal, %

0,2

0,5

1,0

Cth

Cf

Cth

Cf

Cth

Cf

Cth

Cf

1,4

0,35

3,11

2,11

3,06

2,36

2,96

2,61

2,81

2,67

1,4

0,30

2,81

1,96

2,77

2,21

2,69

2,46

2,56

2,52

1,4

0,25

2,52

1,81

2,49

2,07

2,42

2,31

2,31

2,31

1,4

0,20

2,23

1,67

2,20

1,92

2,14

2,14

2,06

2,06

1,4

0,15

1,93

1,52

1,91

1,77

1,87

1,87

1,81

1,81

1,4

0,10

1,64

1,37

1,62

1,62

1,60

1,60

1,55

1,55

1,4

0,05

1,34

1,23

1,34

1,34

1,32

1,32

1,30

1,30

1,6

0,30

3,22

2,24

3,17

2,53

3,07

2,81

2,93

2,88

1,6

0,25

2,88

2,07

2,84

2,36

2,76

2,64

2,64

2,64

1,6

0,20

2,54

1,91

2,51

2,19

2,45

2,45

2,35

2,35

1,6

0,15

2,21

1,74

2,18

2,02

2,14

2,14

2,06

2,06

1,6

0,10

1,87

1,57

1,86

1,86

1,82

1,82

1,78

1,78

1,6

0,05

1,54

1,40

1,53

1,53

1,51

1,51

1,49

1,49

1,8

0,20

2,86

2,14

2,83

2,47

2,75

2,75

2,65

2,65

1,8

0,15

2,48

1,95

2,46

2,28

2,40

2,40

2,32

2,32

1,8

0,10

2,11

1,77

2,09

2,09

2,05

2,05

2,00

2,00

1,8

0,05

1,73

1,58

1,72

1,90

1,70

1,70

1,67

1,67

2,0

0,10

2,34

1,96

2,32

2,32

2,28

2,28

2,22

2,22

 

Таблица Е.10

 

Расчетные значения объемной теплоемкости грунта в талом и мерзлом состоянии

 

Плотность сухого грунта rd,thrdf, т/м3

Суммарная влажность грунта Wtot, д.е.

Объемная теплоемкость грунта C, Дж/(м3·°C)·10-6

Пески (в мерзлом состоянии при T = -3 °C)

незасоленные

засоленные, при Dsal, %

0,2

0,5

1,0

Cth

Cf

Cth

Cf

Cth

Cf

Cth

Cf

1,4

0,35

3,11

2,11

3,06

2,16

2,96

2,31

2,81

2,42

1,4

0,30

2,81

1,96

2,77

2,02

2,69

2,16

2,56

2,27

1,4

0,25

2,52

1,81

2,49

1,87

2,42

2,01

2,31

2,12

1,4

0,20

2,23

1,67

2,20

1,72

2,14

1,86

2,06

1,97

1,4

0,15

1,93

1,52

1,91

1,58

1,87

1,72

1,81

1,81

1,4

0,10

1,64

1,37

1,62

1,43

1,60

1,55

1,55

1,55

1,4

0,05

1,34

1,23

1,34

1,28

1,32

1,32

1,30

1,30

1,6

0,30

3,22

2,24

3,17

2,30

3,07

2,47

2,93

2,59

1,6

0,25

2,88

2,07

2,84

2,14

2,76

2,30

2,64

2,42

1,6

0,20

2,54

1,91

2,51

1,97

2,45

2,13

2,35

2,26

1,6

0,15

2,21

1,74

2,18

1,80

2,14

1,96

2,06

2,06

1,6

0,10

1,87

1,57

1,86

1,63

1,82

1,80

1,78

1,78

1,6

0,05

1,54

1,40

1,53

1,46

1,51

1,51

1,49

1,49

1,8

0,20

2,86

2,14

2,83

2,21

2,75

2,40

2,65

2,54

1,8

0,15

2,48

1,95

2,46

2,03

2,40

2,21

2,32

2,32

1,8

0,10

2,11

1,77

2,09

1,84

2,05

2,02

2,00

2,00

1,8

0,05

1,73

1,58

1,72