содержание      ..       1      2      ..

Руководство по проектированию оснований зданий и сооружений (1978 год) - часть 1

Рекомендовано к изданию решением совета НИИОСП.

Руководство по проектированию оснований зданий и сооружений. М., Стройиздат, 1978. 375 с. (Ордена Трудового Красного Знамени науч.-исслед. ин-т оснований и подземных сооружений им. Н. М. Герсеванова НИИОСП Госстроя СССР).

Руководство по проектированию оснований зданий и сооружений составлено в развитие главы СНиП 11-15-74 «Основания зданий и сооружений» и приводит рекомендации, детализирующие эти нормы проектирования по вопросам номенклатуры грунтов и методов определения расчетных значений их характеристик; принципов проектирования оснований и прогнозирования изменения уровня грунтовых вод; вопросов глубины заложения фундаментов; методов расчета оснований по деформациям и по несущей способности; особенностей проектирования оснований зданий и сооружений, возводимых на региональных видах грунтов, а также расположенных в сейсмических районах и на подрабатываемых территориях.

Руководство предназначено для использования в проектных и изыскательских организациях, обслуживающих строительство промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений.
Стройиздат, 1978

ПРЕДИСЛОВИЕ
Руководство по проектированию оснований зданий и сооружений развивает требования главы СНиП II-15-74 и приводит рекомендации и примеры расчета оснований по вопросам, изложенным в этой главе норм, за исключением вопросов, касающихся особенностей проектирования оснований опор линий электропередачи, а также мостов и водопропускных труб.

Руководство составлено НИИ оснований и подземных сооружений Госстроя СССР при участии института «Фундаментпроект» Минмонтажспецстроя СССР, представившего материалы по расчету несущей способности оснований и осадок фундаментов, а также характеристикам грунтов, ПНИИИС Госстроя СССР — по прогнозированию уровня грунтовых вод и Днепропетровского инженерностроительного института (ДИСИ) А^инвуза УССР — по особенностям проектирования оснований, сложенных элювиальными грунтами.

Руководство разрабатывалось лабораториями НИИОСП: ес-

тественных оснований и конструкций фундаментов, методов исследования грунтов, механики грунтов, строительства на просадочных грунтах, строительства на слабых грунтах, динамики грунтов, фи-зико-химии мерзлых грунтов.

Руководство составляли: раздел 1 «Общие положения»—канд. техн. наук М. Г. Ефремов; раздел 2 «Номенклатура грунтов»—

канд. техн. наук О. И. Игнатова; раздел 3 «Проектирование оснований»: подразделы «Общие указания» и «Нагрузки»—канд. техн. наук А. В. Вронский; подраздел «Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов»— кандидаты техн. наук О. И. Игнатова и В. В. Михеев; подразделы «Глубина заложения фундаментов» и «Расчет устойчивости фундаментов при морозном пучении»—д-р техн. наук М. Ф. Киселев; подраздел «Грунтовые воды»—канд.

техн. наук. М. Г. Ефремов, инж. 3. П. Гавшина и канд. техн. наук

Е. С. Дзекцер (ПНИИИС); подраздел «Расчетные давления на

грунты основания»— канд. техн. наук М. Г. Ефремов; «Принципы расчета» и «Расчет деформаций»— кандидаты техн. наук А. В. Вронский и Т. А. Маликова, д-р техн. наук, проф. К- Е. Егоров; «Расчет оснований по несущей способности»—канд. техн. наук

A. С. Снарский и инж. М. Л. Моргулис (Фундаментпроект); «Мероприятия по снижению влияния деформаций оснований»—канд. техн. наук А. В. Вронский; указания по прерывистым фундаментам — д-р техн. наук, проф. Е. А. Сорочан; указания по рыхлым пескам — кандидаты техн. наук Д. Е. Польшин и С. В. Довнарович; указания по натурным измерениям деформаций — инж. Е. М. Перепонова; разделы 4—12 «Особенности проектирования оснований зданий и сооружений, возводимых: 4... на просадочных грунтах»—д-р техн. наук

B. И. Крутов; 5... на набухающих грунтах»— д-р техн. наук, проф. Е. А. Сорочан; 6... на заторфованных грунтах»—канд. техн. наук П. А. Коновалов; 7... на илах»— канд. техн. наук Д. Е. Польшин; 8... на элювиальных грунтах»— д-р техн. наук, проф. В. Б. Швец,

кандидаты техн. наук Н. С. Швец п В. В. Павлов (ДИСИ); 9... на засоленных грунтах»—канд. техн. наук В. П. Петрухин; 10... на насыпных грунтах» — д-р техн. наук В. И. Крутов; 11... на подрабатываемых территориях»—канд. техн. наук А. И. Юшин; 12...-в сейсмических районах» — д-р техн. наук В. А. Ильичев и канд. техн. наук JT. Р. Ставницер.

Руководство разработано под общей редакцией: д-ра техн. наук, проф. Е. А. Сорочана, кандидатов техн. наук В. В. Михеева, М. Г. Ефремова, А. В. Вронского.

Использованный в Руководстве текст главы СНиП II-15-74 выделен полужирным шрифтом и его пункты, формулы, таблицы и рисунки имеют двойную нумерацию: вначале по Руководству я

затем в скобках по главе СНиП. В случае использования текста приложений к главе СНиП к номеру в скобках приписывается номер приложения.

Если внутри цитированного текста главы СНиП есть ссылка на какие-либо ее пункты, то их нумерация в этом тексте сохранена по главе СНиП, а для удобства пользования в скобках приведена нумерация по Руководству.

Раздел 1
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящее Руководство, составленное в развитие главы СНиП П-15-74 «Основания зданий и сооружений», рекомендуется использовать при проектировании оснований промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений всех областей строительства, в том числе городского и сельскохозяйственного, промышленного и транспортного.

В Руководстве не рассматриваются вопросы проектирования оснований опор воздушных линий электропередачи и оснований мостов и водопропускных труб.

1.2(1.1). Нормы настоящей главы должны соблюдаться при проектировании оснований зданий и сооружений.

Примечание. Нормы настоящей главы, кроме разд. 2 «Номенклатура грунтов оснований», не распространяются на проектирование оснований гидротехнических сооружений, дорог, аэродромных покрытий, зданий и сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, а также оснований свайных фундаментов, глубоких опор и фундаментов под машины с динамическими нагрузками.

1.3 (1.2). Основания зданий и сооружений должны проектироваться на основе:

а) результатов инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий и данных о климатических условиях района строительства;

б)учета опыта возведения зданий и сооружений в аналогичных инженерно-геологических условиях строительства;

в) данных, характеризующих возводимое здание или сооружение, его конструкции и действующие на фундаменты нагрузки, воздействия и условия последующей эксплуатации;

г) учета местных условий строительства;

д) технико-экономического сравнения возможных вариантов проектного решения, имея в виду необходимость принятия оптимального решения, обеспечивающего наиболее полное использование прочностных и деформационных характеристик грунтов и физико-механических свойств материалов фундаментов (или других подземных частей конструкций) с оценкой решений по приведенным затратам.

1.4(1.3). Инженерно-геологические исследования грунтов оснований зданий и сооружений должны проводиться в соответствии с требованиями главы СНиП, государственных стандартов и других нормативных документов по инженерным изысканиям и исследованиям грунтов для строительства, а также с учетом конструктивных и эксплуатационных особенностей зданий и сооружений.

1.5. Инженерно-геологические и гидрогеологические изыскания должны выполняться согласно требованиям:

а) главы СНиП по инженерным изысканиям для строительства;

б) «Инструкции по инженерным изысканиям для городского и поселкового строительства» СИ 211-62 и «Инструкции по инженерным изысканиям для промышленного строительства» СН 225-62*;

в) ГОСТов на испытание грунтов:

5181—78 — Грунты. Метод лабораторного определения удельного веса

5182—78 — Грунты. Метод лабораторного определения объемного веса

5180—75— Грунты. Метод лабораторного определения влажности

12536—67—Грунты. Метод лабораторного определения зернового (гранулометрического) состава

5183—77 — Грунты. Методы лабораторного определения границ раскатывания и текучести

10650—72— Торф. Метод определения степени разложения

12248—66—Грунты. Метод лабораторного определения сопротивления срезу песчаных и глинистых грунтов па срезных приборах в условиях завершенной консолидации

12374—77 — Грунты. Метод полевого испытания статическими нагрузками

17245—71—Грунты. Метод лабораторного определения временного сопротивления при одноосном сжатии

19912—74—Грунты. Метод полевого испытания динамическим зондированием

20069—74— Грунты. Метод полевого испытания статическим зондированием

20276—74—Грунты. ZVieToд полевого определения модуля деформации прессиометрами

23161—78 — Грунты. Метод лабораторного определения характеристик просадочности

20522—75 — Грунты. Метод статистической обработки результатов определений характеристик

1.6. Данные о климатических условиях района строительства должны применяться по указаниям главы СНиП по строительной климатологии и геофизике.

1.7. Для возможности учета при проектировании оснований опыта строительства необходимо иметь данные об инженерно-геологических условиях этого района, о конструкциях возводимых зданий и сооружений, нагрузках, типах и размерах фундаментов, давлениях на грунты основания и о наблюдавшихся деформациях оснований и сооружений.

Наличие указанных данных позволит в лучшей степени оценить инженерно-геологические условия проектируемого объекта, в том числе и характеристики грунтов, выбрать наиболее рациональные типы и размеры фундаментов, их глубину заложения и т. д.

1.8. Для возможности учета местных условий строительства должны быть выявлены данные о производственных возможностях строительной организации, ее парке оборудования, ожидаемых климатических условиях на весь период устройства оснований и фундаментов, а также всего нулевого цикла.

Эти данные могут оказаться решающими в вопросах выбора типа фундаментов (например, на естественном основании или свайного), глубины их заложения, метода подготовки основания и пр.

1.9. Конструктивное решение проектируемого здания или сооружения и условий последующей эксплуатации необходимо для выбора типа фундамента, учета влияния верхних конструкций на работу оснований, для уточнения требований к допустимой величине деформаций и пр.

1.10. Технико-экономическое сравнение возможных вариантов проектных решений по основаниям и фундаментам необходимо для выбора наиболее экономичного и надежного проектного решения, с исключением необходимости в его последующей корректировке в процессе строительства с неизбежными при этом дополнительными затратами материальных средств и времени.

1.11(1.4). Результаты инженерно-геологических исследований грунтов должны содержать данные, необходимые для решения вопросов:

выбора типа оснований и фундаментов, определения глубины заложения и размеров фундаментов с учетом прогноза возможных изменений в процессе строительства и эксплуатации инженерно-геологических и гидрогеологических условий, в том числе свойств грунтов;

выбора в случае необходимости методов улучшения свойств грунтов основания;

установления вида и объема инженерных мероприятий яо освоению площадки строительства.

1.12(1.5). Проектирование оснований зданий и сооружений без соответствующего инженерно-геологического обоснования или при его недостаточности для решения вопросов, предусмотренных в п, 1.4 настоящей главы (п. 1.11 Рук.), не допускается.

1.13. Результаты инженерно-геологических и гидрогеологических исследований, излагаемые в отчете об изысканиях, должны содержать:

а) сведения о местоположении территории предполагаемого строительства, о ее климатических и сейсмических условиях и о ранее выполненных исследованиях грунтов и грунтовых вод;

б) сведения об инженерно-геологическом строении и литологическом составе толщи грунтов и о наблюдаемых неблагоприятных физико- и инженерно-геологических и других явлениях (карст, оползни, просадки и набухание грунтов, горные подработки и т. п.);

в) сведения о гидрогеологических условиях с указанием высотных отметок появившихся и установившихся уровней грунтовых вод, амплитуды их колебаний и величин расходов воды; сведения о наличии гидравлических связей горизонтов вод между собой и ближайшими открытыми водоемами, а также сведения об агрессивности вод в отношении материалов конструкций фундаментов;

г) сведения о грунтах строительной площадки, в которых приводится описание в стратиграфической последовательности напластований грунтов сжимаемой толщи основания. Должны быть отмечены форма залегания грунтовых образований, их размеры в плане и по глубине, возраст, происхождение и номенклатурные виды, состав и состояние грунтов, относящихся к различным номенклатурным видам; приведены для выделенных слоев грунта величины фи-зико-механических характеристик.

К числу этих характеристик относятся:

удельный вес, объемный вес и влажность для всех видов грунтов;

коэффициент пористости для нескальных грунтов;

гранулометрический состав для крупнообломочньгх и песчаных грунтов;

число пластичности, консистенция и удельное сопротивление пе-нетрации для глинистых грунтов;

временное сопротивление при одноосном сжатии, коэффициент размягчаемости и степень выветрелости для скальных грунтов;

относительная просадочность, а также величины начального давления и начальной критической влажности для просадочных грунтов;

относительное набухание, давление набухания и линейная усадка для набухающих грунтов;

коэффициент выветрелости для элювиальных крупнообломочных грунтов;

количественный и качественный состав засоления для засоленных грунтов и торфов;

содержание растительных остатков для нескальных грунтов (степень заторфованности) и степень разложения заторфованных грунтов.

В отчете обязательно указываются применяемые методы лабораторных и полевых определений характеристик грунтов.

К отчету прилагаются таблицы и ведомости показателей физико-механических характеристик грунтов, схемы установок, примененных при полевых испытаниях, а также колонки грунтовых выработок и инженерно-геологические разрезы. На последних должны быть отмечены все места отбора проб грунтов и пункты полевых испытаний грунтов;

д) прогноз изменения инженерно-геологических и гидрогеологических условий территории (площадки) строительства при возведении и эксплуатации зданий и сооружений.

Характеристики грунтов должны быть представлены их нормативными значениями, а удельное сцепление, угол внутреннего трения, объемный вес и временное сопротивление одноосному сжатию скальных грунтов — также и расчетными значениями. Правила вычисления нормативных и расчетных значений приведены в пп.-3.49—3.65 (3.10—3.16).

1.14. Прогноз возможных изменений гидрогеологических условий площадки в процессе строительства и эксплуатации сооружений выполняется по указаниям пп. 3.105—3.112 (3.17—3.20), а учет возможных при этом изменений строительных свойств грунтов производится по указаниям пп. 3.98—3.103.
 

Раздел 2

НОМЕНКЛАТУРА ГРУНТОВ ОСНОВАНИЙ

2.1 (2.1). Грунты оснований зданий и сооружений должны именоваться в описаниях результатов изысканий, проектах оснований, фундаментов и других подземных частей зданий и сооружений согласно номенклатуре грунтов, установленной настоящим разделом норм.

Наименования грунтов должны сопровождаться сведениями об их геологическом возрасте и происхождении.

В необходимых случаях к наименованиям грунтов и их характеристикам, предусмотренным номенклатурой грунтов, допускается

вводить дополнительные наименования и характеристики (зерновой состав глинистых грунтов, степень и качественный характер засоления грунтов, вид скальных пород, из которых образовались элювиальные грунты, подверженность атмосферному выветриванию при обнажении поверхности, крепость при разработке и т. п.), учитывающие вид и особенности строительства, а также местные геологические условия. Эти дополнительные наименования и характеристики не должны противоречить номенклатуре грунтов настоящих норм.

2.2. При описании результатов изысканий, используемых для составления проектов оснований и фундаментов всех видов зданий и сооружений, следует использовать единую систему наименований грунтов.

Правильное наименование видов грунтов и определение всех характеристик их состояния необходимо для решения таких вопросов, как выбор наиболее экономичного типа фундамента, методов улучшения свойств грунтов основания, способов производства работ по устройству оснований и фундаментов и т. д.

Единая система наименований видов грунтов и единая терминология для описания их состояния дает возможность более полно использовать архивные материалы ранее выполненных изысканий и тем самым уменьшить объемы изыскательских работ, а также проводить статистические обобщения для составления таблиц характеристик грунтов.

2.3. В номенклатуре отражены лишь важнейшие подразделения грунтов и характеристики, наиболее определяющие поведение грунтов под нагрузкой.

В необходимых случаях разрешается вводить дополнительные подразделения грунтов и характеристики, которые, однако, не должны противоречить номенклатуре настоящего раздела. Эти дополнительные подразделения и характеристики, учитывающие вид и особенности строительства, приводятся в нормах проектирования соответствующих видов зданий и сооружений.

Примеры. При разделении глинистых грунтов на виды в настоящей номенклатуре используется число пластичности и выделяются три вида глинистых грунтов: супеси, суглинки и глины. В соответствии с «Указаниями по проектированию земляного полотна железных и автомобильных дорог» (СН 449-72), глинистые грунты дополнительно подразделяются на разновидности и при этом наряду с числом пластичности используются данные зернового анализа (табл. 2.1). При этом в Указаниях подчеркивается, что в случаях расхождения вида грунта, устанавливаемого по содержанию песчаных частиц и по числу пластичности, следует принимать наименование грунта, соответствующее числу пластичности.

В этих же нормах содержится классификация засоленных грунтов по степени засоления (с учетом его качественного характера), разработанная применительно к дорожному строительству и учитывающая особенности этого вида строительства.

Дополнительные наименования и характеристики вечномерзлых грунтов, учитывающие особенности этих грунтов, приводятся в нормах проектирования оснований и фундаментов зданий и сооружений на вечномерзлых грунтах и т. д.

2.4. При описании грунтов в инженерно-геологическом отчете должны приводиться сведения о их геологическом возрасте и проис-хождении. Эти сведения необходимы для пользования таблицами прочностных и деформационных характеристик [табл. 3.12 (1 прил. 2)—3.14 (3 прил. 2)].

2.5(2.2). Грунты подразделяются на скальные и нескальные:

а) к скальным грунтам относятся:

изверженные, метаморфические и осадочные породы с жесткими связями между зернами (спаянные и сцементированные), залегающие в виде сплошного или трещиноватого массива;

б) к нескальным грунтам относятся:

2.6. Скальные грунты в большинстве своем резко отличаются по своим свойствам от нескальных грунтов. Скальные грунты практически несжимаемы при тех величинах нагрузок, которые обычно имеют место в гражданских и промышленных зданиях и сооружениях. Поэтому при строительстве на этих грунтах расчет ведется только по первому предельному состоянию — по несущей способности (прочности) основания.

Для нескальных грунтов, как более слабых и сжимаемых, основным расчетом является расчет по второму предельному состоянию — по деформациям, а в ряде случаев, оговоренных нормами, делается также проверка несущей способности основания.

Испытания на истирание грунта во втором и третьем случаях продолжают до тех пор, пока выход частиц менее 2 мм после очередного двухминутного цикла не станет менее или равным 1% начального веса испытываемой пробы. Указанное соответствует отказу в истирании, достижение которого в зависимости от

минералогического и зернового состава происходит обычно после 8—12 циклов вращения (с учетом начальных двух циклов).

2.20. Коэффициент выветрелости крупнообломочных грунтов, образовавшихся в результате выветривания осадочных пород: аргиллита, алевролита и мергеля, а также глинистых сланцев — допускается устанавливать путем выявления изменения зернового состава грунта при кратковременном дополнительном выветривании (в полевых или лабораторных условиях), состоящем из 3—4 циклов 

Рис. 2. 2. Полочный барабан для определения коэффициента выветрелости крупнообломочных грунтов
а — общий вид прибора; б —разрез барабана: 1 — шарниры; 2 — обечайки; 3 — уголок 50x50X5; 4— боковые стенки; 5 —ребро жесткости; 6 — втулка
 

2.23. По формуле (2.3) (3) вычисляется степень влажности крупнообломочных, песчаных и глинистых грунтов.

Величину удельного веса песчаных и глинистых грунтов определяют в соответствии с действующим ГОСТом. Ориентировочные значения удельных весов песчаных и глинистых грунтов, не содержащих водорастворимых солей и растительных остатков, приведены в табл. 2.9.

Удельный вес крупнообломочных грунтов в целом определяют опытным путем, используя большие пикнометры, или рассчитывают в зависимости от удельных весов отдельно крупнообломочных включений и заполнителя и их процентного содержания в пробе грунта. Удельные веса крупнообломочных включений н заполнителя находят при этом опытным путем.

Формулы для определения некоторых физических характеристик грунтов приведены в табл. 2.10.
2.24. Объемный вес песчаных и глинистых грунтов определяют в соответствии с действующим ГОСТом. Аналогично может быть определен объемный вес крупнообломочного грунта с глинистым заполнителем, для которого возможен отбор образца без нарушения его природного сложения: Для несвязных крупнообломочных

грунтов (а также и связных) объемный вес определяют в полевых условиях методом «шурфа-лушш» или радиоизотопным методом.

2-25. Влажность песчаных и глинистых грунтов определяют в соответствии с действующим ГОСТом. Влажность крупнообломочного грунта в целом можно определить методом высушивания с использованием пробы грунта весом до 2—3 кгс. Допускается определять влажность крупнообломочного грунта в целом по формуле (2,4) (4), предварительно определив влажность крупнообломочных включений и заполнителя. Влажность обломков определяют высушиванием пробы из одних обломков. Влажность заполнителя определяют следующим образом. Отбирают пробу крупнообломочного грунта, состоящую преимущественно из заполнителя, откидывая наиболее крупные обломки. Влажность этой пробы находят высушиванием. Затем этот грунт просеивают через сито с диаметром отверстий 2 мм и определяют содержание частиц размером более 2 мм. Влажпос1ь заполнителя W1 рассчитывают по формуле

2.26(2.7). Пески по плотности их сложения подразделяются согласно табл. 2.11 (5) в зависимости от величины коэффициента пористости е, определенного в лабораторных условиях по образцам, отобранным без нарушения природного сложения грунта, или в зависимости от результатов зондирования грунтов.

2.27. При соответствующем обосновании в качестве дополни-

тельной характеристики плотности песчаных грунтов допускается использовать степень плотности, получаемую путем сравнения коэффициента пористости грунта природного сложения с коэффициентами пористости того же грунта в предельно плотном и

предельно рыхлом состояниях. Однако во всех случаях необходимо указывать наименование песка по плотности на основе коэффициента пористости по табл. 2.11 (5).

Отбор образцов грунта ненарушенного сложения производят в соответствии с действующим ГОСТом.

Пример. Из слоя песка средней крупности было отобрано 12 образцов ненарушенного сложения и определены коэффициенты пористости: 0,52; 0,53; 0,54; 0,55; 0,57; 0,57; 0,58; 0,58; 0,60; 0,60; 0,61 и 0,61. В этом ряду часть значений относит песок к плотному сложению, а другая часть — к средней плотности. Если этот факт не связан с наличием в рассматриваемом слое песка линз, то необходимо вычислить среднее значение е. Это значение составляет е—0,57. Следовательно, песок необходимо отнести к грунту средней плотности.

2.28. Статическое и динамическое зондирование песчаных грун-

Примечания: t. Для определения плотности пылеватых водонасыщенных песков динамическое зондирование не допускается.

2. При зондировании грунтов используется конус с углом при вершине 60° и диаметром 36 мм при статическом и 74 мм при динамическом зондировании. 

Вид глинистого грунта необходимо устанавливать по нормативному, т. е. среднеарифметическому значению числа пластичности.

Пример. Для слоя глинистого грунта было получено 10 определений числа пластичности: 0,10; 0,12; 0,12; 0,14; 0,15; 0,15? 0,17; 0,17; 0,18; 0,20, 

в грунт конического наконечника на глубину, не превышающую высоту конуса. Метод пенетрадии следует рассматривать как простейший лабораторный метод, результаты которого позволяют получать сравнительную оценку свойств глинистых грунтов. Метод пенетрации может быть также использован: для оценки структурной прочности («чувствительности») глинистых грунтов, определяемой как отношение величин Ра, полученных испытанием образца ненарушенного сложения и образна с нарушенной структурой при той лее влажности и плотности;

для оценки степени снижения прочности неводонасыщенных глинистых грунтов после их водонасыщения;

для оценки способности к тиксотропному упрочнению глинистых грунтов во времени после механического нарушения структуры грунта.

Перечисленные испытания проводятся в необходимых случаях по специальному заданию.

В качестве наконечника при пенетрации используется конус с углом при вершине 30°. Рекомендуется пользоваться конусом весом 300 г. Высота образца грунта должна быть не менее 3 см. Нагрузку прикладывают ступенями, величины которых выбирают в зависимости от консистенции грунта. Каждую ступень нагрузки выдерживают до условной стабилизации деформации (неизменность отсчета или его приращение не более 0,1 мм за 30 с). Глубину погружения конического наконечника определяют с точностью до 0,1 мм. Величину удельного сопротивления пенетрации для данного образца вычисляют как среднее из полученных значений Рп на каждой ступени нагрузки. 

2.36(2.11). Среди глинистых грунтов должны выделяться илы [пп. 2.37(2.12)—2.39], просадочные грунты [пп. 2.40(2.13)—2,44] и набухающие грунты [пп. 2.15 и 2.16 настоящей главы (пп. 2.45— 2.49 Рук.)].

2.37(2.12). К илам относятся глинистые грунты в начальной стадии своего формирования, образовавшиеся как структурный оса’ док в воде при наличии микробиологических процессов и имеющие в природном сложении влажность, превышающую влажность на

2.40(2.13). К просадочным грунтам относятся глинистые грунты, которые под действием внешней нагрузки или собственного веса при замачивании водой дают дополнительную осадку (просадку).

При предварительной оценке к просадочным обычно относятся лессы и лессовидные грунты (а также некоторые виды покровных 

По данным статического зондирования, к просадочным относятся лессовидные грунты, для которых величина Кз больше значений, приведенных в табл. 2.18.

Значения Кз лессовидных грунтов, приведенные в табл. 2 18, для отдельных регионов могут быть уточнены, а для лессов и по-кровных глинистых грунтов [п. 2.40(2 13)] должны устанавливаться на основе статистической обработки результатов параллельных испытаний грунтов статическим зондированием н в компрессионных приборах при различных величинах давлений.

При одновременном определении показателей П и К3 грунты следует относить к просадочным, если они хотя бы по одному из этих показателей являются просадочными.

При предварительной оценке к набухающим от замачивания водой относятся глинистые грунты, для которых значение определяемого по формуле (2.9) (7) показателя П>= 0,3, 

5. Для определения усадки грунта при температуре 50—100° С (без нагрузки) применяют приборы набухания грунта (ПНГ). Для этого после определения в приборе ПНГ величины свободного набухания образца прекращают подачу воды, помещают прибор в термостат и высушивают образец при заданной температуре. После прекращения изменений показаний индикатора определяют линейную и объемную усадку образца. Для перехода к показаниям компрессионного прибора величину усадки, полученную в приборе ПНГ, умножают на 0,5.

2.49. В полевых условиях относительное набухание грунтов определяют путем замачивания их в опытном котловане или в основании опытного фундамента.

При замачивании грунта в опытном котловане (размером не менее 10Х10 м) определяют подъем поверхности дна котлована и слоев грунта с помощью марок, устанавливаемых по глубине через 1— 1,5 м. Для ускорения процесса набухания грунта устраивают дренажные скважины диаметром 100—200 мм, заполненные щебнем или гравием, расположенные на расстоянии 2—3 м друг от друга.

Для определения относительного набухания в пределах сжимаемой зоны под опытными фундаментами размером не менее 1X1 м устанавливаются глубинные марки через 0,6—1 м. Давление по подошве опытных фундаментов составляет от 1 до 2 кгс/см2.

2.50(2.17). Среди полу-скальных и всех видов нескальных грунтов должны выделяться засоленные грунты.

К засоленным относятся грунты, в которых суммарное содержание легкорастворимых

и среднерастворимых солей не гленее величин, указанных в табл. 2.19(11).

Засоленные грунты следует выделять в особую группу, так как они при длительном замачивании способны давать суффозионную осадку вследствие выщелачивания солей. Засоленные глины в случае замачивания набухают и должны исследоваться как набухающие грунты.

2.51. Содержание легкорастворимых солей определяют с помощью водной вытяжки, содержание среднерастворимых солей— солянокислой вытяжки.

Указанные вытяжки выполняются на образцах грунта, доведенного до абсолютно сухого состояния, поотому для определения засоленности не требуется сохранения природной влажности образцов.

Ниже приводятся основные положения методик получения водной и солянокислой вытяжек.

Водная вытяэюка. Отбирают среднюю пробу грунта (300— 500 гс), растирают его и просеивают через сито 1 мм. Определяют

100 гс породы или в пр-оцентах к весу породы. С целью получения ориентировочного представления о качественном и количественном составе легкорастворимых солей результаты анализа ионного состава вытяжки могут быть пересчитаны на гипотетические соли.

По результатам анализа солянокислой вытяжки определяют содержание сульфат-, кальций- и магний-ионов в процентах к весу абсолютно сухого грунта, что дает возможность определить количество среднерастворимых солей (гипса, ангидрита)

2.62. Определение физических свойств засоленных грунтов следует выполнять по методикам, учитывающим особенности их свойств. Удельный вес засоленных грунтов определяют с использованием инертной жидкости (керосина вместо дистиллированной воды) и вакуумирования (вместо кипячения). 

При определении зернового (гранулометрического) состава необходимо производить предварительную отмывку засоленного грунта водой до полного удаления воднорастворимых солей, вызывающих коагуляцию, или применять пирофосфорнокислый натрий

Примечание. Наименование вида песчаного и глинистого грунта, содержащего растительные остатки, устанавливается по указаниям пп. 2.4 и 2.8 настоящей главы (пп. 2.14 и 2.29 Рук.) по минеральной части грунта после удаления растительных остатков. 

В зависимости от величины q грунтам присваиваются дополнительные наименования согласно табл. 2.20(12).

Заторфованные грунты характеризуются такл<е степенью разложения, которая показывает содержание в общем объеме пробы за-торфованпого грунта продуктов распада растительных тканей.

2.55. Содержание растительных остатков в грунте определяют в зависимости от их количества путем отбора пинцетом или с помощью наэлектризованной эбонитовой палочки и отмучиванием в цилиндре с дистиллированной водой.

Допускается применять прокаливание в муфельной печи при температуре 440—450° С.

2.56. Заторфованные грунты подразделяются по степени разложения Rpаз растительных остатков на следующие категории: I — Rраз<=30%; II — Rpaз >30%.


 

Степень разложения характеризует соотношение между полностью разложившимся органическим веществом (гумусом) и не-разложившимся (растительные остатки) и определяется в соответствии с действующим ГОСТом.

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

2.57(2.20). Среди нескальных грунтов должны выделяться грунты искусственного происхождения или сложения.

К грунтам искусственного происхождения или сложения относятся насыпные грунты, а также закрепленные и уплотненные различными методами грунты естественного происхождения.

2.58.(2.21). Насыпные грунты подразделяются согласно табл. 2.21(13).

2.59. К планомерно возведенным относятся насыпи, возводимые по заранее разработанному проекту из однородных естественных грунтов путем отсыпки их сухим способом или гидромеханизацией в целях планировки территорий и использования ее под застройку с уплотнением грунтов до заданной по проекту плотности.

Планомерно возведенные насыпи возводятся с соответствующей подготовкой поверхности для ее отсыпки, включающей: полную или частичную планировку, срезку растительного слоя, уборку мусора, отходов органического происхождения и т. п.

2.60. Отвалы грунтов представляют собой отсыпки различных видов грунтов, полученных при отрывке котлованов, срезке и планировке площадей, проходке подземных выработок и т. п.

Отвалы отходов различных производств включают: шлаки, золы, формовочную землю, отходы обогащения полезных ископаемых и т. п., содержащие органические включения не более 5%.

2.61. Свалки грунтов, отходов производств и бытовых отбросов представляют собой отсыпки, образовавшиеся в результате неорганизованного накопления различных материалов и обычно характеризующиеся содержанием органических включений более 5%.

2.62. Ориентировочные периоды времени, необходимые для самоуплотнения насыпных грунтов от их собственного веса, по истечении которых они могут быть отнесены к слежавшимся, приведены в табл. 2.22.

2.63(2.22). Закрепленные грунты подразделяются по методу закрепления, выполняемого для повышения прочности, снижения сжимаемости и фильтрационной способности грунтот (силикатизация, смолизация, цементация, битумизация, глинизация, термическое закрепление и т. п.). 

Таблица 2.21 (13)

Закрепленные грунты в зависимости от целей закрепления характеризуются прочностью, сжимаемостью и фильтрационной способностью после их закрепления.

Уплотненные грунты подразделяются по методу уплотнения (укатка, трамбование, взрыв и т. п.) и характеризуются плотностью сложения после уплотнения.

Наименования закрепленного и уплотненного грунта должны включать наименование вида грунта в природном сложении в соответствии с табл. 2.4(2) или 2.12(6) и указание о методе закрепления или уплотнения. 

2.64. Закрепление грунтов

применяют с целью повышения несущей способности основания, снижения сжимаемости, ликвидации просадочных

свойств, усиления оснований фундаментов существующих зданий и сооружений, создания противофильтрацпонных завес.

Для установления возможности закрепления грунта и выбора способа закрепления помимо установления наименования грунта в соответствии с настоящей номенклатурой определяют следующие показатели: гранулометрический состав; коэффициент пористости; коэффициент фильтрации (с использованием трубки Каменского); степень карбонатиости; химический состав водной вытяжки; химический состав грунтовых вод.

Для получения необходимых для проектирования данных проводят испытания закрепленного грунта. При этом определяют: предел прочности на сжатие, водостойкость, а в необходимых случаях также фильтрационные свойства.

Справочные данные о прочности закрепленных грунтов в зависимости от их вида и коэффициента фильтрации приведены в табл. 2.23.

2.65. Уплотнение грунтов применяют с целью увеличения их несущей способности, сии-жения сжимаемости, ликвидации просадочных свойств, ускорения процесса, консолидации водонасыщенных слабых глинистых грунтов.

Уплотненные грунты подразделяются по методам уплотнения, в качестве которых применяют: укатку, трамбование, вибрирование, взрыв, огрузку (в том числе с использованием песчаных дрен).

Вид грунта и характеристики его состояния до уплотнения определяют в соответствии с настоящей номенклатурой. Эти данные используют для выбора метода уплотнения грунта и типа групто-уплотняющих машин и механизмов.

Уплотненные грунты характеризуются плотностью сложения после уплотнения, а в необходимых случаях также прочностными и деформационными характеристиками.

Плотность сложения уплотненных грунтов устанавливают путем отбора проб из уплотненного грунта без нарушения его структуры, а также зондированием и радиоизотопными методами.

Раздел 3
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВАНИЙ

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

3.1 (3.1). При проектировании оснований зданий и сооружений необходимо учитывать, что деформации основании не должны превышать предельно допустимых размеров для нормальной эксплуатации, а несущая способность должна быть достаточной, чтобы не происходили потеря устойчивости или разрушение основания.

3.2(3.2). Проектирование оснований (в соответствии с требованиями п. 1.2) (п. 1.2 Рук.) должно производиться по результатам обоснованного расчетом выбора:

типа основания (естественное, искусственно уплотненное, химически или термически закрепленное и др.);

типа, конструкции, размеров и материала фундаментов (ленточные, плитные, столбчатые, железобетонные, бетонные, бутобетон-ные и др., мелкого или глубокого заложения, свайные фундаменты, глубокие опоры и др.);

мероприятий, указанных в пп. 3.83—3.89 настоящей главы (пп. 3.332—3.339 Рук.), применяемых при необходимости уменьшения влияния деформаций оснований на эксплуатационную пригодность зданий и сооружений.

3.3. Проектирование оснований является неотъемлемой составной частью проектирования зданий и сооружений в целом.

Статическая схема здания (сооружения), его конструктивное и объемно-планировочное решение, плановая и высотная привязка должны приниматься с учетом инженерно-геологических условий площадки строительства и технически возможных решений фундаментов.

3.4.(3.3). Основания должны рассчитываться по двум группам предельных состоянии:

по первой группе — по несущей способности;

по второй группе — по деформациям (осадкам, прогибам и пр.), создающим препятствия для нормальной эксплуатации зданий и сооружений.

По несущей способности основания рассчитываются в случаях, указанных в п. 3.4 настоящей главы (п. 3.289 Рук.), и по деформациям, когда основания сложены нескальными грунтами.

При расчете по предельным состояниям ожидаемые деформации и несущая способность основания сопоставляются с предельно допустимыми деформациями и минимально необходимой несущей способностью, определяемыми с учетом особенностей конструкций зданий и сооружений, методов их возведения и других факторов.

3.5 К первой группе предельных состояний основания относятся:

потеря устойчивости формы и положения; хрупкое, вязкое или иного характера разрушение; разрушение под совместным воздействием силовых факторов и неблагоприятных факторов внешней среды; резонансные колебания;

чрезмерные пластические деформации или деформации ползучести.

Ко второй группе предельных состояний основания относятся состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию конструкций или снижающие их долговечность вследствие появления недопустимых перемещений (прогибов, осадок, углов поворота), колебаний, трещин и т. п.

3.6. Целью расчета по первому предельному состоянию является обеспечение несущей способности и ограничение развития чрезмерных пластических деформаций оснований с учетом возможных неблагоприятных условий их работы в период строительства и эксплуатации зданий и сооружений.

Целью расчета по второму предельному состоянию является ограничение деформаций или перемещений (в том числе колебаний) конструкций и оснований в целях обеспечения нормальной эксплуатации зданий и сооружений.

3.7. Сооружение и его основание должны рассматриваться в единстве и, поскольку основание лишь косвенно влияет на условия эксплуатации сооружения через посредство возведенных на нем конструкций, состояние основания можно считать предельным лишь в случае, если оно влечет за собой переход конструкций сооружения в одно из предельных состоянии.

3.8. При проектировании необходимо учитывать, что потеря несущей способности основания, как правило, приводит конструкции сооружения в предельное состояние первой группы. При этом предельные состояния основания и конструкций сооружения совпадают. Деформации же основания могут привести конструкции сооружения в предельное состояние как второй, так и первой группы. Поэтому деформации основания должны лимитироваться как прочностью, устойчивостью и трещиностойкостью конструкций, так и архитектурными и технологическими требованиями, предъявляемыми к сооружению или размещенному в нем оборудованию.

3.9.(3.3.). В расчетах оснований в необходимых случаях следует учитывать совместное действие силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды (например, влияние атмосферных или грунтовых вод на физико-механические характеристики грунтов и др.).

Необходимо, кроме того, учитывать влияние на свойства грунтов изменения температурного режима грунтов за счет климатических воздействий, влияния тепловых источников и т. п. К изменению влажностного режима особо чувствительны просадочные, набухающие и засоленные грунты, к изменению температурного режима — набухающие и пучинистые грунты.

3.10(3.5). Расчетная схема системы сооружение — основание или фундамент — основание должна выбираться с учетом наиболее существенных факторов, определяющих напряженное состояние и деформации основания и конструкции сооружения (статической схемы сооружения, характера напластований и свойств грунтов основания, особенностей возведения и т. д.). В необходимых случаях должны учитываться пространственная работа конструкций, геометрическая и физическая нелинейность, анизотропность, пластические и реологические свойства материалов и грунтов, а также возможность их изменения в процессе строительства и эксплуатации сооружений.

3.11. При выборе расчетной схемы системы сооружение—основание или фундамент — основание, т. е. совокупности упрощающих предположений относительно геометрической схемы конструкции,

 свойств материалов и грунтов, характера взаимодействия конструкции с основанием, включая схематизацию возможных предельных состояний, должны учитываться наиболее существенные факторы, оказывающие влияние на совместную работу сооружения, фундамента и основания.

Для одного и того же сооружения расчетная схема может меняться в зависимости от вида предельного состояния, цели расчета, вида учитываемых воздействий, разработанности методов расчета и т. д.

Примеры выбора расчетной схемы сооруокение — основание.

Для каркасно-панельного здания повышенной этажности, проектируемого для строительства в геологических условиях, где в верхней зоне основания залегают пылеватые пески и суглинки с модулем деформации Е=150—200 кгс/см2, подстилаемые известняками с модулем деформации £==1200 кгс/см2, фундамент принят в виде коробчатой железобетонной плиты (рис. 3.1, а).

При расчете несущих конструкций здания на ветровые нагрузки в качестве расчетной схемы в данном случае обычно принимается многоэтажная рама, стойки которой имеют жесткую заделку в уровне верха фундаментной плиты (рекомендуется при этом учитывать податливость основания на поворот). При определении усилий в конструкции расчетная схема принимается в виде плиты конечной жесткости на линейно-деформируемом слое конечной толщины. При определении крена плиты жесткость можно принять бесконечно большой. При определении средней осадки плиты, осадок отдельных ее точек, а также при расчете несущей способности основания допускается пренебречь жесткостью плиты и считать нагрузку на основание распределенной по линейному закону.

Для расчета конструкций протяженного крупнопанельного жилого дома, имеющего в основании напластования грунтов с ярко выраженной неравномерной сжимаемостью (рис. 3.1,6), целесообразно принять расчетную схему в виде равномерно загруженной балки конечной жесткости на основании с переменным коэффициентом жесткости (см. «Указания по проектированию конструкций крупнопанельных жилых домов» СН 321-65. М., Стройиз-дат, 1966).

Рис. 3.1. Схемы зданий и геологические разрезы для выбора расчетной схемы системы «здание — основание»
а— здание повышенной этажности с фундаментом в виде сплошной железобетонной плиты на основании с переменной сжимаемостью по глубине; б — протяженное здание с ленточными фундаментами на основании с переменной сжимаемостью в плане

3.12. Нелинейность деформирования грунтов рекомендуется учитывать в расчетах конструкций пространственно жестких зданий и сооружений во взаимодействии со сжимаемым основанием, в особенности при значительных ожидаемых неравномерных деформациях основания первого и второго вида [п. 3.163 (3.44)]. При этом допускается использовать упрощенные методы, в которых, в частности, фундаменты сооружения рассматриваются как отдельные нелинейно-деформирующиеся опоры. Зависимость осадки основания таких опор от давления Р рекомендуется принимать в виде

Расчет зданий и сооружений во взаимодействии с нелинейно-деформирующимся основанием следует выполнять с применением ЭВМ.

3.13. Развитие деформаций грунтов основания во времени (кон-солидационное уплотнение, ползучесть), а также анизотропию прочностных и деформационных характеристик грунтов следует учитывать, как правило, при расчете оснований, сложенных водонасыщенными заторфованными грунтами и илами (см, разделы 6 и 7 настоящего Руководства).

 

НАГРУЗКИ, УЧИТЫВАЕМЫЕ В РАСЧЕТАХ ОСНОВАНИИ

3.14(3.6). Нагрузки и воздействия на основания, передаваемые фундаментами зданий и сооружений или их отдельных элементов, как правило, должны устанавливаться расчетом исходя из рассмотрения совместной работы здания (сооружения) и основания или фундамента и основания.

Учитываемые при этом нагрузки и воздействия на здание (сооружение) или отдельные его элементы, а также возможные их сочетания должны приниматься согласно требованиям главы СНиП по нагрузкам и воздействиям.

3.1 б. При проектировании оснований следует учитывать, что сооружение и основание находятся в тесном взаимодействии. Под влиянием нагрузок от фундаментов основание деформируется, а это в свою очередь вызывает перераспределение нагрузок за счет включения в работу надфундаментных конструкций. Характер и степень перераспределения нагрузок на основание, а следовательно, и величины дополнительных усилий в конструкциях сооружения, зависят от вида, состояния и свойств грунтов, характера их напластования, статической схемы сооружения, его пространственной жесткости и многих других факторов.

3.16(3.6). Нагрузки на основание допускается определять без учета их перераспределения надфундаментной конструкцией и принимать в соответствии со статической схемой здания или сооружения:

а) при расчете оснований зданий и сооружений III—IV классов;

б) при проверке общей устойчивости массива грунта основания совместно с рассматриваемым зданием или сооружением;

в) при расчете по деформациям в случаях, оговоренных в п. 3.45 настоящей главы (п. 3.167 Рук.).

Указанные допущения относятся к сооружениям, жесткость которых невелика (и потому несущественно влияет на распределение нагрузок на основание), а также к случаям, когда учет жесткости сооружения при существующих методах расчета очень мало сказывается на их результатах.

3.17. Основными характеристиками нагрузок являются их нормативные величины, устанавливаемые главой СНиП по нагрузкам и воздействиям. Все расчеты оснований должны производиться на расчетные значения нагрузок, которые определяются как произведение нормативных нагрузок на коэффициент перегрузки n, учитывающий возможное отклонение нагрузок в неблагоприятную сторону от нормативных значений и устанавливаемый в зависимости от группы предельного состояния.

Коэффициент перегрузки п принимается:

при расчете оснований по первой группе предельных состояний (по несущей способности) по указаниям главы СНиП II-6-74;

при расчете оснований по второй группе предельных состояний (по деформациям) — равным единице.

3.18. В зависимости от продолжительности действия нагрузки подразделяются на постоянные и временные. Постоянными считаются нагрузки, которые при строительстве и эксплуатации сооружения действуют постоянно (собственный вес конструкций и грунтов, горное давление и т. п.). Временными считаются нагрузки, которые в отдельные периоды строительства и эксплуатации могут отсутствовать.

Временные нагрузки в свою очередь подразделяются на: длительные (например, вес стационарного оборудования, нагрузка на перекрытиях в складских помещениях, зернохранилищах, библиотеках и т. п.);

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

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

3.19. В зависимости от состава учитываемых нагрузок различаются:

основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных нагрузок;

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

3.20(3.7). Расчет оснований по деформациям должен производиться на основное сочетание нагрузок.

Расчет оснований по несущей способности выполняется на основное сочетание нагрузок и при наличии особых нагрузок и воздействий — на основное и особое сочетание.

При наличии нескольких кратковременных нагрузок последние должны вводиться с коэффициентами сочетаний, а кратковременные

нагрузки на перекрытия многоэтажных зданий — с понижающими коэффициентами, учитывающими вероятность одновременного за-гружения перекрытий, в соответствии с требованиями главы СНиП по нагрузкам и воздействиям.

При этом нагрузки на перекрытия зданий и снеговые нагрузки, которые согласно СНиП по нагрузкам и воздействиям могут относиться как к длительным, так и кратковременным, при расчете оснований по несущей способности считаются кратковременными, а при расчете по деформациям — длительными. Нагрузки от подвижного подъемно-транспортиого оборудования в обоих случаях считаются кратковременными.

3.21(3.8). В расчетах оснований необходимо учитывать нагрузки от складируемого материала и оборудования, размещаемых вблизи фундаментов на отмостках и полах, устраиваемых непосредственно на грунте. Эти нагрузки принимаются по всей фактической площади загружения.

Нагрузки на полы, отмостки и т. д. учитываются: при сопоставлении фактических давлений на заданном уровне (по подошве фундамента, на кровле слоя и т. д.) с величиной расчетного давления на основание по пп. 3 178—3.218 (3.50—3 62), при определении деформаций оснований (осадок, кренов) по пп. 3 226—3.264 (1—12

прил. 3), а также при расчете оснований по несущей способности по п. 3 306 (3.79).

3.22(3.8). Усилия в конструкциях, вызываемые температурными воздействиями, при расчете оснований по деформациям, как правило, не должны учитываться.

При этом имеются в виду температурные климатические воздействия.

Технологические температурные воздействия учитываются в расчетах оснований по деформациям при соответствующем обосновании в зависимости от продолжительности этих воздействий.

3.23(3.9). Нагрузки и воздействия при расчете оснований опор мостов и водопропускных труб должны приниматься в соответствии с требованиями главы СНиП по проектированию мостов и труб.

 

НОРМАТИВНЫЕ И РАСЧЕТНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ

3.24(3.10). Основными параметрами механических свойств грунтов, определяющими несущую способность оснований и их деформации, являются прочностные и деформационные характеристики грунтов (угол внутреннего трения <р, удельное сцепление с и модуль деформации нескальных грунтов Е, временное сопротивление одноосному сжатию скальных грунтов R0 и т. п.).

В отдельных случаях проектирования оснований, для которых не разработаны соответствующие методы расчета, базирующиеся на прочностных и деформационных характеристиках грунтов, допускается применять другие параметры, характеризующие взаимодействие фундаментов с грунтом оснований и установленные опытным путем (удельные силы пучения при промерзании, коэффициенты жесткости основания и пр.).

Примечание. В дальнейшем тексте настоящей главы, за исключением специально оговоренных случаев, под термином «ха-рактеристики грунтов» будут пониматься не только механические, но И физические характеристики грунтов, а также упомянутые в настоящем пункте параметры.


 

Методы определения деформационных и прочностных характеристик грунтов



3.25. Модуль деформации грунтов оснований зданий и сооружений рекомендуется определять в полевых условиях загружением штампа статическими нагрузками. Этот метод является наиболее достоверным и пригоден для нескальных грунтов всех видов. Методику проведения и обработки результатов испытаиия следует принимать в соответствии с действующим ГОСТом.

3.28. Модули деформации песчаных и глинистых грунтов могут быть определены испытанием их с помощью прессиометра в скважинах с последующей корректировкой опытных данных. Корректировка данных прессиометрии должна осуществляться, как правило, путем сопоставления их с результатами параллельно проводимых испытаний того же грунта штампом. Параллельные испытания обязательны при использовании метода прессиометрии для сооружений I класса. Для сооружений II—IV классов допускается корректировать данные прессиометрии с помощью расчетной формулы или поправочных коэффициентов.

Методику прессиометрических испытаний и обработки результатов опытов, а также их последующую корректировку следует принимать по указаниям действующего ГОСТа.

3.27. Для сооружений II—IV классов допускается определять модуль деформации песчаных и глинистых грунтов в лабораторных условиях с помощью компрессионных испытаний с последующей

корректировкой опытных данных. Корректировка данных компрессии должна осуществляться, как правило, путем сопоставления их с результатами испытаний того же грунта в полевых условиях штампом. Для глинистых грунтов допускается использовать корректировочные коэффициенты Mк, полученные в результате статистической обработки массовых испытаний грунтов методами компрессии и штампа. Величины этих коэффициентов приведены в табл. 3.1 и применяются для аллювиальных, делювиальных, озерных и озерно-аллювиальных четвертичных глинистых грунтов при консистенции IL<=0,75. При использовании этих коэффициентов величина

3.29. Для зданий и сооружений II—IV классов значения модулей деформации песчаных и глинистых грунтов могут быть назначены по табл. 3.12(1 прил. 2) —3.14(3 прил. 2) или по другим согласованным с Госстроем СССР таблицам.

3.30. В качестве основного метода определения прочностных характеристик нескальных грунтов — удельного сцепления с и угла внутреннего трения ф — следует применять лабораторный метод среза образцов грунта в условиях завершенной консолидации. Методику проведения испытания и обработки результатов опыта еледует принимать в соответствии с действующим ГОСТом. 

Характеристики прочности нескальных грунтов с и ф могут быть также определены на приборах трехосного сжатия. При этом необходимо использовать методику консолидированпо-дренированных испытаний (испытание при открытой системе).

3.31. При определении в лабораторных условиях прочностных характеристик крупнообломочных грунтов необходимо использовать срезные приборы и приборы трехосного сжатия, позволяющие испытывать образцы, у которых отношение диаметра к максимальному размеру крупнообломочных включений более 5.

3.32. В полевых условиях для определения прочностных характеристик нескальных грунтов применяются следующие методы: сдвиг целика грунта в заданной плоскости; обрушение массива грунта; выпирание массива грунта.

При сдвиге в заданной плоскости целика грунта в виде свободной призмы или грунта, заключенного в специальную обойму, расчет величин с II ф проводят на основе не менее трех испытаний с различной вертикальной нагрузкой аналогично лабораторным испытаниям в срезных приборах. Выпаривание и обрушение грунта производят для нескальных грунтов при характеристиках их состояния, обеспечивающих способность грунта сохранять вертикальный откос. Значения с и ср вычисляют на основе рассмотрения условий предельного равновесия выпираемого или обрушаемого клина грунта.

3.33. Временное сопротивление при одноосном сжатии скальных грунтов устанавливают в соответствии с действующим ГОСТом.

3.34. При определении характеристик грунтов, обладающих специфическими свойствами (просадочные, набухающие, заторфованные и т. п.), следует учитывать дополнительные требования, изложенные в разделах 4—10 настоящего Руководства.

3.35(3.11)). Нормативные значения характеристик грунтов, как правило, должны устанавливаться на основе непосредственных определений, выполняемых в полевых или лабораторных условиях для грунтов природного сложения, а также для грунтов искусственного происхождения или сложения.

Выделение инженерно-геологических элементов

3.36(3 прил. 1). Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов должны вычисляться для каждого выделенного на площадке инженерно-геологического элемента.

Примечание. Наименования видов, состояний и характеристик грунтов в геологическом элементе должны приниматься по номенклатуре грунтов, приведенной в разделе 2 настоящей главы, и устанавливаться на основе определенных испытаниями нормативных значений соответствующих характеристик грунтов.

Выделение инженерно-геологических элементов производят инженеры-геологи в соответствии с ГОСТ 20522—75.

За инженерно-геологический элемент следует принимать некоторый объем грунта одного и того же номенклатурного вида при выполнении одного из следующих условий:

характеристики грунта изменяются в пределах элемента незакономерно;

существующая закономерность в изменении характеристик такова, что ею можно пренебречь (п. 3.42).

В зависимости от расчетной схемы основания инженерно-геологические элементы, выделенные на площадке геологом, при проектировании могут быть объединены.

3.37. Предварительное разделение грунтов площадки строительства на инженерно-геологические элементы производят с учетом их возраста, происхождения, текстурно-структурных особенностей и номенклатурного вида. В последующем на основе специальной проверки, предусмотренной ГОСТ 20522—75, два соседних инженерногеологических элемента, представленные грунтами разного происхождения, но одного и того же номенклатурного вида, могут быть объединены в один элемент, если различие в свойствах грунтов этих элементов не существенно

3.38. Совокупность определений характеристик грунтов в пределах каждого предварительно выделенного инженер но-геологического элемента анализируют для выделения значений, резко отличающихся от основной массы. Такие значения исключают, если они вызваны ошибками опытов, или относят к соответствующей совокупности при наличии в пределах рассматриваемого инженерно-геологического элемента грунта другого вида.

3.39. Правильность выделения инженерно-геологического элемента проверяют, анализируя пространственную изменчивость показателей свойств грунтов. Характер пространственной изменчивости устанавливают на основе качественной оценки распределения частных значений этих показателей в плане и по глубине инженерно-геологического элемента. Для этого используют инженерно-геологические планы и разрезы, на которые наносят значения характеристик в точках их определения, строят графики изменения характеристик по глубине и в плане, графики рассеяния, а также графики зондирования.

Анализ пространственной изменчивости проводят, используя следующие показатели свойств грунта.

для крупнообломочных грунтов — зерновой состав и дополнительно общую влажность и влажность заполнителя для крупнообломочных грунтов с глинистым заполнителем;

для песчаных грунтов — зерновой состав и коэффициент пористости и дополнительно влажность для песков пылеватых;

для глинистых грунтов — характеристики пластичности (пределы и число пластичности), коэффициент пористости и влажность.

При этом зерновой состав крупнообломочных и песчаных грунтов и характеристики пластичности глинистых грунтов используют для определения номенклатурного вида грунта инженерно-геологического элемента.

Дополнительно к перечисленным показателям при необходимости следует проводить оценку пространственной изменчивости и для других физических характеристик грунта. В сочетании с прямыми методами определения характеристик грунтов для выделения инженерно-геологических элементов следует использовать зондирование.

При достаточном количестве (не менее 6) определений характеристик, непосредственно используемых в расчетах (модуль деформации, сопротивление сдвигу, временное сопротивление одноосному сжатию), следует анализировать характер пространственной изменчивости этих показателей.

3.40. Выбор метода анализа пространственной изменчивости характеристик грунтов зависит от числа определений.

При числе определений характеристики менее 10 ее значения наносятся на инженерно-геологические разрезы и визуально оценивается распределение этих значений в пределах элемента.

Здесь возможны два случая:

1) частные значения характеристики распределены в пределах элемента незакономерно (случайно);

2) имеется закономерность в изменении характеристики: минималыше значения сосредоточиваются в верхней или нижней части слоя по глубпне или минимальные значения сосредоточиваются в одной части элемента по площади, а максимальные — в другой.

В первом случае выделение инженерно-геологического элемента следует считать законченным, во втором случае следует рассмотреть необходимость дальнейшего расчленения элемента (п. 3.42).

При числе определений характеристики более 10 строят точечные графики изменения ее значений по глубине и в плане элемента.

При числе определений характеристики более 30 для установления характера ее пространственной изменчивости следует наряду с качественной оценкой использовать статистические критерии, а также выявлять аналитическую зависимость величин показателей свойств грунтов от координат.

Пример. На рис. 3.2, а—-з приведены точечные графики изменения значений различных характеристик по глубине инженерно-геологического элемента одной из строительных площадок, представленного четвертичными озерно-аллювиальными суглинками. Этот рисунок служит примером незакономерного изменения характеристик по глубине инженерно-геологического элемента. Для этого случая выделение инженерно-геологического элемента следует считать законченным.

Точечные графики, подобные приведенным на рис. 3.2 и 3.3, следует строить также по простиранию элемента в одном из направлений или в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

3.41. Если установлено, что изменение характеристик грунта незакономерно в плане и по глубине инженерно-геологического элемента, переходят к вычислению нормативных и расчетных значений характеристик.

При этом наименования видов и состояний грунтов инженерногеологического элемента должны приниматься по номенклатуре грунтов, приведенной в разделе 2(2), и устанавливаться на основе определенных испытаниями нормативных значений соответствующих характеристик грунтов.

Примеры установления вида глинистого грунта по числу пластичности и плотности сложения песка по коэффициенту пористости приведены в разделе 2(2).

3.42. При наличии закономерности в изменении характеристик грунта в плане и по глубине инженерно-геологического элемента 

дальнейшее расчленение его можно не проводить, если коэффициент вариации закономерно изменяющейся характеристики не превышает следующую величину:

для коэффициента пористости и влажности — 0,15; при использовании механических характеристик: для модуля деформации (по данным как полевых, так и лабораторных испытаний), для сопротивления сдвигу (при одинаковых
значениях уплотняющего давления) и для временного сопротивления одноосному сжатию скальных грунтов — 0,30.

Если коэффициент вариации превышает приведенные величины, дальнейшее расчленение инженерно-геологического элемента производят так, чтобы для вновь выделенных инженерно-геологических элементов коэффициент вариации не превышал указанных выше значений.

Рис. 3.2. Точечные графики изменения характеристик грунтов по глубине инженерно-геологического элемента (n = 12)

3.43. При расчленении элемента на основе коэффициента пористости и влажности возможны следующие случаи:

1) закономерно изменяются обе характеристики*,

2) закономерно изменяется одна из характеристик.

В обоих случаях проведение дополнительного расчленения элемента необходимо, если коэффициент вариации одной из характеристик превышает 0,15.

Для приведенного ранее примера (рис. 3.3) коэффициент вариации, закономерно изменяющейся с глубиной влажности, превышает 0,15, следовательно, необходимо провести дополнительное расчленение первоначально выделенного инженерно-геологического элемента. Границу раздела следует провести на глубине 6 м.

Для полученных инженерно-геологических элементов определяют средние значения влажности, коэффициента пористости н других характеристик

3.44. При использовании механических характеристик оценку пространственной изменчивости и дополнительное расчленение инженерно-геологического элемента проводят отдельно для каждой механической характеристики. В связи с этим возможен случай, когда по одной из механических характеристик дополнительное расчленение инженерно-геологического элемента не требуется, так как эта характеристика изменяется незакономерно или при закономерном изменении коэффициент вариации ее не превышает указанной в п. 3.42 величины, а по другой механической характеристике дополнительное расчленение элемента необходимо.

3.46. При решении вопроса о положении границ при разделе инженерно-геологического элемента необходимо учитывать следующие факторы:
уровень грунтовых вод;

наличие зон с растительными остатками;

наличие зон просадочных, набухающих н засоленных грунтов; наличие зон разной степени выветрелости в элювиальных грунтах; наличие в моренных грунтах зон со значительным количеством включений гравия, гальки и валунов и т. д

После того как инженерно-геологический элемент выделен, переходят к вычислению нормативных и расчетных значений характеристик. 

Правила вычисления нормативных и расчетных значений характеристик грунтов по результатам непосредственных определений

3.47 (1 прил. 1). Настоящие правила должны соблюдаться при вычислении нормативных и расчетных значений характеристик грунтов, слагающих площадку строительства в целом (жилой микрорайон, площадка промышленного предприятия, животноводческого комплекса) или ее отдельные участки, либо площадки отдельных строящихся или реконструируемых объектов (жилой дом, цех и т. п.).

3.48 (2 прил. 1). Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов вычисляют по результатам непосредственных определений, а для прочностных и деформационных характеристик — как по результатам непосредственных определений, так и по физическим характеристикам с использованием таблиц, согласно указаниям п. 3.16 настоящей главы (п. 3.60 Рук.). При этом частные значения характеристик, используемые для вычисления нормативных и расчетных значений, должны быть получены единым методом.

3.50 (3.12). За нормативное значение всех характеристик грунта (за исключением удельного сцепления н угла внутреннего трения) принимают среднее арифметическое значение результатов частных определений. За нормативное значение удельного сцепления и угла внутреннего трения принимают параметры прямолинейной зависимости сопротивления срезу от давления, получаемые методом наименьших квадратов.

При соответствующем обосновании на основе согласованного решения проектной и изыскательской организаций для сооружений I класса допускается принимать большую доверительную вероятность расчетных значений характеристик грунтов, но не выше 0,99.

Примечания: 1. Расчетные значения характеристик грунтов, соответствующие различным значениям доверительной вероятности,

должны приводиться в отчетах по инженерно-геологическим изысканиям.

2. Под доверительной вероятностью а понимается вероятность того, что истинное среднее значение характеристики не выйдет за пределы нижней (или верхней) границы одностороннего доверительного интервала.

Вычисление нормативных и расчетных значений нрочностных и деформационных характеристик грунтов ио результатам определения их физических характеристик

3.60(3.16). Для предварительных расчетов оснований зданий и сооружений всех классов, а также для окончательных расчетов оснований зданий и сооружений II—IV классов и опор воздушных линий электропередачи и связи независимо от их класса допускается определение нормативных и расчетных значений прочностных и деформационных характеристик грунтов по их физическим характеристикам, если статистической обработкой массовых испытаний грунтов установлены зависимости между механическими (прочностными и деформационными) и физическими характеристиками грунтов.

Примечания: 1. В расчетах по деформациям оснований

3.63(10 прил. 1). Для установления нормативных и расчетных значений прочностных и деформационных характеристик грунтов используется нормативное значение физических характеристик, вычисляемое по формуле (3.6) (1 прил. 1). 

Количество определений характеристик грунтов

3.64(11 прил. 1). Число частных определений n для вычисления нормативных и расчетных значений характеристик грунтов зависит в общем случае от степени неоднородности грунтов основания, требуемой точности вычисления характеристики и вида здания (сооружения) и устанавливается программой исследований...

Следует назначать число определений характеристик по формуле (3.23) или по графику, приведенному на рис. 3.4:

Показатель точности оценки среднего значения характеристики р принимают в зависимости от точности метода ее определения, а для характеристик, используемых в расчетах, также в зависимости от требуемой точности расчета. Значения показателей точности р при определении характеристик по действующим ГОСТам приведены в табл. 3.11.

3.65(11 прил. 1)... Минимальное количество одноименных частных определений должно составлять для каждое го выделенного инженерно-геологического элемента 6. При этом для вычисления нормативных и расчетных значений с и ф должно быть определено не менее шести величин т для каждого значения нормального давления р.

Минимальное количество частных определений для вычисления нормативного значения модуля деформации Е, определяемого по результатам испытаний грунта штампом в

Минимальное количество частных определений физических характеристик, необходимых для пользования таблицами прочностных и деформационных характеристик [пп. 3.60(3.16)—3.61], должно составлять для каждого выделенного инженерно-геологического элемента 6 при расчетах оснований по второму предельному состоянию и 10 — при расчетах по первому предельному состоянию.

Примечание. Количество частных определений характеристик грунтов допускается уменьшить при наличии одноименных определений в материалах предыдущих изысканий, выполненных на той же площадке для того же инженерно-геологического элемента.
 

Таблицы нормативных значений прочностных и деформационных характеристик грунтов

3.66(1 прил. 2). Характеристики грунтов, приведенные в табл. 1—3 настоящего приложения (табл. 3.12—3.14 Рук.), допускается использовать в расчетах по деформациям оснований зданий и сооружений, указанных в примеч. 1 к п. 3.16 настоящей главы (п. 3.60 Рук.), при коэффициенте безопасности =1, а также для расчетов оснований опер воздушных линий электропередачи и опор открытых распределительных устройств по п. 13.2 настоящей главы.

Характеристики грунтов, приведенные в табл. 3. 12 (1 прил. 2) и 3.13 (2 прил. 2), допускается использовать также в расчетах оснований по несущей способности при коэффициентах безопасности, приведенных в п. 3.61.

3.67(2 прил. 2). Характеристики песчаных грунтов в табл. 3.12(1 прил. 2) относятся к кварцевым пескам с зернами различной окатанности, содержащим не более 20% полевого шпата и не более 5% в сумме различных примесей (слюда, глауконит и пр.), включая растительные остатки, независимо от степени влажности G.

3.68(3 прил. 2). Характеристики глинистых грунтов в табл. 3.13 (2 прил. 2) и 3.14 (3 прил. 2) относятся к грунтам, содержащим

содержание      ..       1      2     ..

///////////////////////////////////////