содержание      ..     4      5      6     

Руководство по проектированию оснований зданий и сооружений (1978 год) - часть 6

8.33. Процесс дополнительного выветривания в песчаных и крупнообломочных элювиальных грунтах (в пределах верхних 1—1,5 м) протекает незатухающе, примерно с одинаковой интенсивностью, а в сильновыветрелых скальных и глинистых элювиальных грунтах отмечается тенденция замедления процесса выветривания. Общее снижение прочности элювиального грунта при дополнительном выветривании более интенсивно происходит в начальный 1—2-месячный период (особенно в скальных и глинистых грунтах) с последующей тенденцией к сравнительно равномерному протеканию процесса

8.34(8.4). Если основание сложено грунтами с большой изменчивостью их сжимаемости, при которой могут возникнуть недопу-стимые деформации возводимых на них зданий и сооружений, то следует предусматривать:

устройство уплотненных грунтовых распределительных подушек из песка, щебня или крупнообломочных грунтов с невыветрелыми обломками исходных горных пород;

удаление из верхней зоны сжимаемых грунтов скальных включений;

расчистку в верхней зоне основания рыхлого заполнения «карманов» и «гнезд» выветривания в скальных грунтах с последующей их заделкой щебнем или песком с уплотнением;

планировку подсыпкой волнистой неровной поверхности скальных грунтов, если применяются сборные фундаменты,

В случае недостаточности этих мероприятий следует предусматривать применение свайных фундаментов или конструктивных мероприятий в соответствии с требованиями п. 3.88 настоящей главы (.п. 3.338 Рук.).

8.35. Устройство уплотненных грунтовых распределительных подушек из среднего и крупного песка, а также жесткого (не элювиального) щебня следует применять преимущественно на площадках, сложенных продуктами выветривания осадочных горных пород.

На площадках, сложенных продуктами выветривания магматических пород, для устройства грунтовых подушек необходимо применять элювиальные крупнообломочные грунты с невыветрелыми и слабовыветрелыми обломками, а также элювиальные дресвянистые, крупные и средней крупности пески. В отдельных случаях может быть допущено устройство подушек из крупнообломочных грунтов с сильновыветрелыми обломками.

8.36. Грунтовые распределительные подушки следует применять также в условиях значительной сжимаемости элювиальных глинистых и пылеватых песчаных грунтов, находящихся в обводненном состоянии. Толщина подушки устанавливается расчетом.

8.37. Удаление из верхней зоны сжимаемых грунтов скальных включений (скальные жилы, «шапки») производится путем их выборки на глубину, определяемую расчетом, с последующим устройством распределительной подушки из местного уплотненного грунта, в том числе разработанного скального.

8.38. Для небольших размеров «карманов» и «гнезд» выветривания необходимо производить их полную расчистку с заполнением щебнем скальных пород или крупнообломочными невыветрелыми или слабовыветрелыми грунтами с последующим уплотнением.

8.39. При значительных размерах «карманов» выветривания глубина необходимой расчистки определяется требованиями расчета по деформациям; при этом давление, передаваемое на подстилающий грунт, не должно превышать величины расчетного давления.

8.40. В случае расположения здания или сооружения большей частью на скальном или глыбо-щебенистом грунте целесообразно производить частичную выборку под оставшейся частью элювиальных песчаных или глинистых грунтов с устройством уплотненной распределительной подушки из скального щебня или крупнообломочного невыветрелого или слабовыветрелого грунта.

Нормативное значение модуля деформации распределительной подушки из уплотненного щебня выветрелых скальных грунтов (кро-мe рухляков) и крупнообломочных невыветрелых грунтов рекомендуется принимать не менее 400 кгс/см2.

8.41 (8.5). В проекте оснований и фундаментов должна предусматриваться на период вскрытия котлованов защита элювиальных грунтов от разрушения атмосферным воздействием и водой. Для этой цели: не должны допускаться перерывы в устройстве оснований и последующем возведении фундаментов; должны применяться водозащитные мероприятия; недоборы грунта в котловане должны быть толщиной не менее 0,3 м — для глинистых и пылеватых песчаных грунтов и не менее 0,1—0,2 м — для прочих песчаных грунтов, а также крупнообломочных; взрывной способ разработки скальных грунтов должен допускаться лишь при условии применения мелкошпуровой отпалки.

8.42. Недоборы грунта в полускальных магматических (типа рухляков) и осадочных (типа аргиллитов и алевролитов) породах следует принимать соответственно не менее 0,1 и 0,2 м.

При наличии в элювиальных грунтах осадочных пород полого-залегающих углистых и сажистых прослоев, выходящих на отметку заложения фундаментов, величина недобора должна приниматься не менее 0,8 м.

При разработке котлованов до проектной отметки защитный слой может быть выполнен грунтом нарушенной структуры с последующим его уплотнением (катками, трамбовками).

 

При длительном производстве работ следует применять поверхностное уплотнение элювиальных грунтов на отметке подошвы фундаментов (с учетом величины недобора на понижение уплотняемой поверхности). Минимальная толщина уплотненного слоя должна составлять не менее 0,4—0,5 м в песчаных и глинистых и 0,3-—0,2 м в крупнообломочных и рухляковых грунтах. В случае высокой влажности глинистых и пылеватых песчаных грунтов поверхность грунта Перед уплотнением следует покрывать 0,2—0,3-м слоем щебня скальных пород или невыветрелого крупнообломочного грунта. В аргилли-то-алевролитовых грунтах уплотняемую поверхность следует предварительно (за 6—12 ч) увлажнить для пропитки грунта не менее чем на глубину защитного уплотненного слоя.

8.43 (8.6). Расчет оснований, сложенных элювиальными грунтами, по деформациям и несущей способности должен выполняться с учетом особенностей этих грунтов в соответствии с общими требованиями, установленными в разделе 3 настоящей главы.

8.44. В случае отсутствия возможности использования непосредственных определений прочностных характеристик элювиальных грунтов допускается по пп. 3 60 и 3.61 (3.16) использование специально составленных таблиц этих характеристик, согласованных с Госстроем СССР.

Для расчета деформаций оснований, сложенных крупнообломочными элювиальными грунтами, допускается пользоваться значениями модуля деформации Е, приведенными в табл 8.3.

8.45. Расчетные давления на основания из элювиальных нескальных грунтов, используемые при расчете по деформациям, устанавливаются согласно общим требованиям расчета оснований по деформациям, приведенным в пп. 3.178—3.218 (3.50—3.62),

8.46. Условные расчетные давления на основания Ro из элювиальных крупнообломочных, песчаных и глинистых грунтов, образованных при вы* ветривании магматических пород, должны назначаться по табл. 8.3—8.5. При использовании указанных таблиц следует руководствоваться положениями пп. 3.187 (3.54) и 3 203— 3.206(3.59 и пп. 1, 2 прил. 4). Причем значениями Ro, приведенными для крупнообломочных грунтов в табл. 8 3, допускается пользоваться для зданий и сооружений II—IV классов.

Назначение условных расчетных давлений для грунтов, образованных при выветривании осадочных пород, по табл. 8.4 и 8.5 может быть допущено только на стадии предварительных расчетов основания.

8.47. Несущая способность основания из элювиальных по-лускальных и сильновыветре-лых скальных грунтов, отбор 

Раздел 9

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВАНИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, ВОЗВОДИМЫХ НА ЗАСОЛЕННЫХ ГРУНТАХ

9.1 (9.1). Основания, сложенные засоленными грунтами, должны проектироваться с учетом их специфических особенностей, обусловливающих:

образование при длительном замачивании грунта (и фильтрации через него воды) суффозионной осадки 5С, величина которой зависит от генезиса и условий залегания грунтов, зернового и минералогического состава, структуры, коэффициента пористости и природной влажности грунтов, количественного содержания и качественного состава водорастворимых солей, их дисперсности и распределения в массиве основания, химического состава фильтрующей жидкости и условий ее фильтрации, а также от действующей на основание нагрузки;

изменение в процессе выщелачивания солей физико-механических свойств грунта со снижением, как правило, его прочностных характеристик;

набухание засоленных глин в случае их замачивания;

агрессивное воздействие на материал фундаментов и подземных частей зданий и сооружений в результате замачивания засоленных грунтов и растворения содержащихся в них солей.

9.2. Свойства засоленных грунтов, используемые при проектировании оснований зданий и сооружений, должны определяться при инженерных изысканиях площадки по установленному нормативными документами порядку.

В результате проведения инженерно-геологических изысканий в районах распространения засоленных грунтов должны быть установлены:

условия залегания засоленных грунтов (толщина слоя, литологические особенности, распространение по площади и по глубине);

гидрогеологические, гидрологические и гидрохимические условия (минерализация и состав поверхностных и подземных вод; характер их возможного передвижения в грунтах — гравитационное, капиллярное, осмотическое; области питания и разгрузки подземных вод);

прогноз повышения уровня грунтовых вод или длительного обводнения засоленных грунтов в основании фундаментов зданий и сооружений (в процессе их эксплуатации);

форма, размер, характер распределения солей (прослои, линзы, точечные вкрапления и их скопления и т. д.); степень кристаллизации и дисперсности солей (кристаллы, друзы, тонкодисперсные присыпки, соли в виде цемента или обволакивающие частицы);

качественный и количественный состав солей в грунте, типы засоленных грунтов и их пространственное распределение, взаимосвязь степени и характера засоленности с литологическим составом и условиями залегания;

величина суффозионной осадки, характер изменения физикомеханических свойств засоленных грунтов во времени в процессе выщелачивания солей;

влияние климатических и геоморфологических условий, а также хозяйственной деятельности человека на развитие процессов засоления и рассоления грунтов, формы и размеры их проявления;

данные о деформациях существующих зданий и сооружений, возведенных в аналогичных грунтовых условиях.

9.3. Образцы засоленных грунтов отбирают при инженерно-геологических изысканиях для определения химических и физико-механических свойств грунтов и установления в лабораторных условиях характера изменения этих свойств в процессе выщелачивания солей.

Для этой цели необходимо отобрать вначале небольшое число характерных типовых образцов, предназначенных для подробных химических анализов. В дальнейшем отбираются образцы для массовых химических анализов, при которых определяют только степень засоления грунтов. Образцы, предназначенные для химического анализа, могут иметь нарушенную структуру и отбираться при сравнительно равномерном распределении солей в грунте в виде сплошной бороздовой пробы весом в 1—1,5 кг. В грунтах, содержащих соли в виде линз, прослоев, скоплений и т. д., опробование должно производиться из каждого характерного участка толщи дифференцированно, с достаточной частотой и параллельностью.

Помимо количественного содержания и качественного состава солей по специальному заданию могут быть определены емкость поглощения и состав обменных катионов засоленного грунта. Указанные определения целесообразно выполнять, например, при исследовании засоленных глин или в случае возможного искусственного засоления грунта под действием сбросов жидких (химических растворов) или твердых отходов производства.

Для лабораторных исследований механических свойств засоленных грунтов следует отбирать образцы естественной влажности и ненарушенной структуры (монолиты).

9.4. Особое внимание при инженерно-геологических изысканиях необходимо уделять оценке свойств грунтов, засоленных водорастворимыми (легко- и среднерастворимыми) солями. Труднорастворимые соли (карбонат кальция СаСО3 и магния МgСО3) растворяются лишь при наличии в воде агрессивной углекислоты, поэтому допустимое содержание карбонатов в грунте должно устанавливаться

в зависимости от количества агрессивной углекислоты в воде, гидрогеологической обстановки, свойств грунта, класса и конструктив* ных особенностей сооружения.

Растворимость некоторых солей в воде при различной температуре приведена в табл. 9.1, в которой растворимость выражена в весовом содержании безводного вещества на 100 г. насыщенного раствора.

Таблица 9.1 

При проектировании оснований на грунтах, содержащих легкорастворимые соли, необходимо учитывать практически полный вынос указанных солей. Изменение прочностных и деформационных свойств таких грунтов происходит в начальный период обводнения основания эксплуатируемых зданий и сооружений.

Содержание среднерастворимых солей достигает в грунтах десятков процентов. При длительной фильтрации воды и растворов вследствие растворения и выноса солей могут существенно изменяться состав, структурные связи и физико-механические свойства грунта, в том числе происходит дополнительная суффозионная осадка грунта. Растворение и вынос гипса из суглинков, супесей, песков и крупнообломочных грунтов может происходить в сроки, соизмеримые со временем эксплуатации зданий и сооружений.

9.5. Процесс развития суффозионной осадки во времени зависит от комплекса факторов, указанных в п 9.1 (9 1).

При проектировании оснований, сложенных засоленными грунтами, следует учитывать, что:

уменьшение начальной влажности грунта и количества глинистых частиц увеличивает величину Sc. В суглинисто-супесчаных грунтах с содержанием глинистых частиц более 40% суффозионная осадка практически не происходит;

с ростом степени засоления грунта и начальной пористости конечная величина Sc возрастает;

величина и характер протекания суффозионной осадки во времени зависят от химического состава фильтрующей жидкости. Если

в процессе строительства и эксплуатации зданий и сооружений возможно попадание в засоленный грунт химических растворов, при инженерно-геологических изысканиях необходимо опытным путем установить влияние этих растворов на механические свойства грунта;

влияние нагрузки на величину суффозионной осадки установлено лишь качественно — чем выше давление на грунт, тем больше величина So, поэтому при производстве инженерно-геологических изысканий необходимо в каждом конкретном случае определять опытным путем (по данным полевых штамповых или лабораторных компрессионно-фильтрационных испытаний) возможную величину суффозионной осадки в диапазоне величии предполагаемых давлений в основании проектируемых сооружений;

величина суффозионной осадки в макропористых грунтах больше, чем в немакропористых.

9.6. В процессе выщелачивания солей из грунта изменяются его

физико-механические свойства: пластичность, гранулометрический

состав, пористость, удельный вес, фильтрационные свойства, прочностные и деформационные характеристики, состав и степень засоления грунта.

9.7. В процессе инженерно-геологических изысканий должна быть установлена агрессивность засоленных грунтов по отношению к материалу фундаментов и подземных частей зданий и сооружений. В особо агрессивных грунтах рекомендуется применять комплекс мероприятий, надежно предотвращающих коррозию элементов конструкции (использование для изготовления фундаментных блоков и подфундаментной подготовки сульфатостойкого портландцемента, применение синтетических обмазок и др.). В процессе производства работ должен быть налажен контроль за правильным выполнением всех противокоррозионных мероприятий.

9.8(9.2). Основания, сложенные засоленными грунтами, должны рассчитываться в соответствии с требованиями разд. 3 настоящей главы (разд. 3 Рук.). Если засоленные грунты являются при этом просадочными или набухающими, то следует учитывать дополнительные требования соответственно разд. 4 и 5 настоящей главы (разд. 4 и 5 Рук.).

9.9 Суммарная величина вертикальных деформаций основания, сложенного засоленными грунтами, складывается из осадки, вызванной уплотнением грунта от нагрузки, передаваемой фундаментами, и суффозионной осадки от нагрузки фундаментов и собственного веса грунта.

Осадка уплотнения грунта определяется как для обычных незаселенных грунтов с использованием деформационных характеристик грунтов естественной влажности. Суффозионная осадка определяется по указаниям п. 9.12(9.3).

При отсутствии возможности длительного обводнения грунтов и выщелачивания из них солей, суммарная величина вертикальных деформаций основания определяется как для обычных незасоленных грунтов с использованием деформационных характеристик грунтов,

Максимальные и средние суффозионные осадки, разность осадок и крены отдельных фундаментов и здания в целом необходимо рассчитывать с учетом неравномерности замачивания основания, различных условий фильтрации грунтовой воды в пределах контура сооружения, неоднородности распределения солей в грунте по площади и по глубине основания.

9.14(9.4). Относительная величина суффозионной осадки бс определяется при инженерно-геологических изысканиях, как правило, полевыми испытаниями статической нагрузкой и для детального изучения отдельных участков строительной площадки дополнительно лабораторными методами.

При наличии исследований и опыта строительства в аналогичных геологических условиях определение относительной величины

суффозионной осадки допускается выполнять только лабораторными методами.

9.15. Относительная величина суффозионной осадки бс определяется в основном по данным полевых испытаний засоленных грунтов статической нагрузкой с длительным замачиванием основания. В лабораторных условиях определение суффозионной осадки выполняют с помощью компрессионно-фильтрационных испытаний.

При наличии сопоставимых результатов полевых и лабораторных исследований допускается при расчете величины относительной суффозионной осадки б0 использовать эмпирические поправочные коэффициенты, корректирующие данные лабораторных испытаний засоленных грунтов по результатам штамповых испытаний в аналогичных грунтовых условиях.

9.16. Для ориентировочных расчетов длительности полного растворения и вымыва солей из грунтов основания, величины и времени развития суффозионной осадки засоленных грунтов допускается применять формулы, полученные теоретическим и экспериментальным путем

9.17 (9.5). Длительность испытания грунта для определения относительной величины суффозионной осадки должна быть не менее 5 сут при содержании солей в грунтах до значений: в крупнообломочном грунте:

в глинистом заполнителе, если в грунте его более 30%, — 7%; в песчаном заполнителе, если его более 40%, — 2%; в обломках крупнообломочного грунта — 3%; в песчаном грунте — 2 %;

в глинистом грунте (непросадочном) при е>0,67—7%.

При большей засоленности грунта для проектирования оснований зданий и сооружений I и II классов длительность испытания должна быть не менее 3 мес, а для зданий III и IV классов допускается менее 3 мес.

9.18. Длительность штамповых и компрессионно-фильтрационных испытаний нормируется лишь минимальным сроком проведения опыта и зависит от свойств грунта, условий фильтрации, величины действующей нагрузки.

Минимальный срок проведения полевых лабораторных испытаний засоленных грунтов с замачиванием должен составлять не менее 5 сут. За это время в слабозасоленных грунтах может быть установлена величина просадки, выявлено влияние выноса легкорастворимых солей на осадку грунта, оценена возможность развития суффозионной осадки и необходимость дальнейшего проведения испытаний.

При большей засоленности грунта — свыше величин, указанных в п. 9 17(9.5), — при проектировании оснований зданий и сооружений I и II классов длительность испытания должна быть не менее трех месяцев. Испытания грунтов, содержащих среднерастворимые соли в количестве свыше 20%. должны продолжаться, как правило, не меньше года.

9.19(9.6). Полная величина деформаций оснований из засоленных грунтов должна определяться суммированием деформаций, вызванных:

уплотнением грунта;

суффозионными явлениями (суффозионная осадка); просадкой грунта (если он относится к просадочным); набуханием и усадкой грунта (если он является набухающим).

9.20(9.7). При неоднородном распределении солей в грунтовой толще и возможности развития неравномерных суммарных деформаций, превышающих допустимые для проектируемого здания или сооружения, должны предусматриваться мероприятия по предотвращению замачивания основания и в случае необходимости — конструктивные мероприятия в соответствии с требованиями п. 3.88 настоящей главы (п. 3.338 Рук.) или заложение фундаментов на незаселенные грунты с прорезкой толщи засоленных грунтов.

9.21. Выбор мероприятий, направленных на снижение влияния деформаций оснований на эксплуатационную пригодность зданий и сооружений, следует производить по указаниям пп. 3.333 и 3.334 (3.83—3.84) с учетом особенностей свойств различных видов засоленных грунтов.

В крупнообломочных засоленных грунтах, обладающих высокой фильтрационной способностью и большой неоднородностью, применение методов искусственного закрепления практически исключено. При проектировании зданий и сооружений на таких грунтах рекомендуется осуществлять прорезку толщи засоленного грунта с установкой фундаментов на незаселенные грунты или предусматривать конструктивные мероприятия, уменьшающие неравномерные осадки.

В засоленных песках для ликвидации просадочных свойств и уменьшения величины суффозионной осадки наиболее целесообразно применять уплотнение грунтов основания (тяжелыми трамбовками, с использованием энергии взрыва, гидровиброуплотнением, поверхностным виброуплотнением).

При проектировании оснований, сложенных загипсованными суглинками, супесями и песками, рекомендуется выполнять искусственное (химическое) закрепление грунтов.

При высокой степени засоления грунтов наиболее экономичными являются мероприятия:

прекращающие или замедляющие движение фильтрационного потока (глинистые, силикатные, битумные, цементные водонепроницаемые завесы);

снижающие растворяющую способность грунтовых вод (искусственное насыщение фильтрационного потока солями);

обеспечивающие защиту солей от растворения путем образования нерастворимых покрытий на поверхности соли.
 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУФФОЗИОННОЙ ОСАДКИ ОСНОВАНИЙ, СЛОЖЕННЫХ ЗАСОЛЕННЫМИ ГРУНТАМИ

Пример расчета осадки фундамента под колонну здания

Фундамент квадратный со стороной b = 2 м. Давление по подошве 2 кгс/см2.

По данным инженерно-геологических изысканий, от поверхности до глубины 0,5 м расположен почвенный слой I. Ниже (на глубине 0,5—1,5 м) находится слой II супеси с содержанием гипса до 50—60% («гипсовый» горизонт). Этот слой подстилается супесью и суглинками (слой III) с содержанием гипса в количестве до 25%. Загипсованность грунта этого слоя уменьшается по глубине и грунт переходит без резких границ в незасоленный плотный супесчано-суглинистый.

Лабораторные и полевые испытания грунта слоя II показали, что он не может быть использован в качестве основания проектируемых

9.25 (26 прил. 3). Величина относительной суффозионной осадки бс засоленного грунта определяется полевыми испытаниями статической нагрузкой или лабораторными компрессионно-фильтрационными методами в случаях, устанавливаемых п. 9.4 настоящей главы (п. 9.14 Рук.).

Испытания должны проводиться при длительной фильтрации воды через грунт в течение сроков согласно указаниям п. 9.5 настоящей главы (п. 9.17 Рук.).

9.26. Полевые испытания статической нагрузкой (штампами) для определения относительной суффозионной осадки засоленного

грунта производят в условиях длительного замачивания грунтового основания.

При проведении штамповых и компрессионно-фильтрационных испытаний вначале нагрузку доводят ступенями до заданного давления, указанного в п. 9.22 (25 прил. 3), и определяют осадку грунта при естественной влажности. Затем начинают длительную фильтрацию воды через грунт при заданном неизменном давлении, что дает возможность определить величину суффозионной осадки. После окончания опыта производят разгрузку грунта ступенями.

Напорные градиенты принимаются в зависимости от гидрогеологических условий площадки строительства, структурных особенностей грунта и должны обеспечивать нормальную фильтрацию воды через грунт. В качестве фильтрующей жидкости следует применять воду, близкую по составу к той, которая будет фильтровать в грунте в натурных условиях. При отсутствии таких данных о воде допускается использовать дистиллированную или водопроводную воду.

При проведении испытаний статической нагрузкой рекомендуется производить с помощью глубинных марок измерение послойной осадки толщи грунта в основании опытного штампа.

В ходе опытов периодически выполняют определение химического состава фильтратов, измеряют коэффициент фильтрации грунта, фиксируют общее количество профильтровавшейся воды. До и после опыта определяют содержание солей, влажность, объемный и удельный веса, число пластичности грунта.

Результаты испытаний должны сопровождаться сведениями об условиях проведения опыта (величине напорного градиента, химическом составе фильтрующейся жидкости и т. д.).

Компрессионно-фильтрационные испытания следует вести с двукратной повторностью.

Рекомендуется после окончания длительного испытания статической нагрузкой и демонтажа штамповой установки произвести отбор образцов (монолитов) выщелоченного грунта для определения в лаборатории его прочноетных свойств. Определение прочностных характеристик можно производить также непосредственно в зоне под штампом, подвергшейся выщелачиванию солей, с помощью полевых установок для испытания грунтов на сдвиг.

Пункты испытаний грунтов статическими нагрузками рекомендуется назначать в пределах контуров расположения наиболее ответственных и тяжелых зданий и сооружений, в местах максимальной и минимальной засоленности грунта. Шурфы и котлованы для штамповых испытаний должны располагаться на расстоянии не более 1—2 м от инженерно-геологических выработок. При неоднородной засоленности грунта по глубине статические испытания выполняют на глубине заложения фундаментов и в пределах деформируемой зоны. Число испытаний на каждом участке площадью до 75 тыс. м2 должно быть не менее трех и назначаться с учетом геологических и гидрогеологических условий площадки строительства, класса и конструктивных особенностей здания и сооружения, опыта изысканий в аналогичных грунтовых условиях.

9.27 (27 прил. 3). Величина относительной суффозионной осадки бс, устанавливаемая полевыми испытаниями, определяется по формуле

9.32. По результатам компрессионно-фильтрационных испытаний определяется; 

Раздел 10

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВАНИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, ВОЗВОДИМЫХ НА НАСЫПНЫХ ГРУНТАХ

10.1(10.1). Основания, сложенные насыпными грунтами, должны проектироваться с учетом их специфических особенностей, заключающихся в возможной значительной неоднородности по составу этих грунтов, неравномерной сжимаемости, возможности самоуплотнения от собственного веса грунтов, особенно в случаях действия вибраций от работающего оборудования, городского и промышленного транспорта, изменения гидрогеологических условий, замачивания насыпных грунтов, разложения органических включений.

Примечание. В насыпных грунтах, состоящих из шлаков и глин, необходимо учитывать возможность их набухания при замачивании водой и химическими отходами технологических производств.

Самоуплотнение насыпных грунтов от их собственного веса происходит в периоды времени, приведенные в табл. 2 22, по истечении которых насыпные грунты относятся к слежавшимся

10.2(10.2). Неравномерность сжимаемости насыпных грунтов, учитываемая в расчетах оснований, должна определяться по резуль-

татам полевых и лабораторных исследований, выполняемых с учетом состава и сложения насыпных грунтов, способа отсыпки, вида материала, составляющего основную часть насыпи. Модуль деформации насыпных грунтов, как правило, должен определяться на основе штамповых испытаний.

10.3. Дополнительное уплотнение насыпных грунтов под влиянием вибраций, периодического замачивания и понижения уровня грунтовых вод начинается с момента возникновения этих воздействии Периоды времени, необходимые для дополнительного уплотнения на сыпных грунтов, ориентировочно принимаются равными:

при постоянном влиянии указанных выше воздействий — половине от величин, приведенных в табл. 2.22;

при периодическом воздействии — значениям, приведенным в табл. 2.22.

10.4. Дополнительные осадки фундаментов, полов и других конструкций за счет разложения органических включений в насыпных грунтах учитываются в пределах слоев, расположенных выше уровня грунтовых вод, при содержании органических включений в насыпных грунтах, состоящих из песков, шлаков, формовочной земли и т. п. — более 3%, а из глинистых грунтов, золы и т. п. — более 5%.

10.5. Величины дополнительных осадок, степень их неравномерности и время развития за счет уплотнения подстилающих грунтов от веса насыпи определяются толщиной слоя насыпных грунтов и а застраиваемом участке, а также сжимаемостью, условиями консолидации и толщиной слоя подстилающих насыпь грунтов.

Примечание. Допускается принимать, что уплотнение подстилающих грунтов от веса насыпи практически закончилось через:

1 год — для песчаных грунтов;

2 года — для глинистых грунтов, расположенных выше уровня грунтовых вод;

5 лет — для глинистых грунтов, находящихся ниже уровня грунтовых вод.

10.6. Степень изменчивости сжимаемости основания, включающего насыпные грунты, определяется в соответствии с п. 3.274(3.68) отношением максимальной осадки фундамента к минимальной в пределах плана здания (сооружения), вычисленных по указаниям пп. 10.21—10.25.

При этом должны учитываться: неравномерная сжимаемость насыпных грунтов, переменная толщина насыпного слоя, осадка насыпного грунта за счет его самоуплотнения, осадки подстилающих грунтов от веса насыпи, влияние вибрации работающего оборудования, городского и промышленного транспорта, изменение уровня грунтовых вод и т. д.



ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИМ ИССЛЕДОВАНИЯМ НА ПЛОЩАДКАХ РАСПОЛОЖЕНИЯ НАСЫПНЫХ ГРУНТОВ

10.7. Инженерно-геологические исследования на площадках залегания насыпных грунтов производятся по специальной программе, позволяющей в дополнение к общим требованиям на изыскания, установить основные особенности насыпных грунтов: способ отсыпки, состав, однородность сложения, давность отсыпки, физико-механические характеристики, изменчивость сжимаемости, толщину слоя и изменение ее на застраиваемом участке и т. п.

10.8. Объем и состав инженерно-геологических работ при проведении изысканий для установления основных особенностей насыпных грунтов, приведенных в п. 10.7, назначаются с учетом:

степени изученности и сложности инженерно-геологического строения исследуемой площадки;

конструктивных и эксплуатационных особенностей проектируемых зданий и сооружений;

наличия местного опыта строительства в подобных условиях; возможных вариантов оснований и фундаментов для проектируемых зданий и сооружений.

10.9. Инженерно-геологические исследования на площадках расположения насыпных грунтов дополнительно включают изучение: архивных и литературных материалов по инженерно-геологическим условиям участка и условиям образования насыпных грунтов; местного опыта строительства на насыпных грунтах с учетом типов оснований, фундаментов, конструктивных особенностей зданий и сооружений и особенностей их эксплуатации; данных по обследованию состояния зданий с выявлением величин осадок фундаментов, деформаций в конструкциях и т. п. На основе изучения этих материалов устанавливаются способ, давность отсыпки насыпных грунтов, особенности их сжимаемости, и при необходимости уточняется программа инженерно-геологических исследований.

10.10. Геологические и гидрогеологические исследования площадок, сложенных насыпными грунтами, выполняются, как правило, комплексно с применением бурения, шурфования и зондирования.

Бурение производится для изучения общего инженерно-геологического строения исследуемой площадки, изменения толщины слоя насыпных грунтов на застраиваемом участке, подстилающих насыпь грунтов естественного сложения, а при возможном применении свайных фундаментов, кроме того, для установления глубины погружения и несущей способности свай и т. п.

Шурфование выполняется в целях изучения состава и однородности сложения насыпных грунтов, а также отбора монолитов для лабораторных исследований физико-механических характеристик грунтов.

Зондирование используется преимущественно для изучения плотности, степени изменчивости сжимаемости насыпных грунтов, наличия крупных пустот в них, установления необходимой глубины погружения свай, их возможной несущей способности и т. п.

10.11. Скважины для изучения общего инженерно-геологического строения исследуемои площадки проходятся диаметром не менее 127 мм на глубину, превышающую глубину залегания насыпных грунтов не менее чем на 5 м.

При проведении исследований на площадке с насыпными грунтами, относящимися к отвалам и свалкам грунтов и отходов производств, глубину проходки половины из требуемого числа скважин допускается принимать на 1 м больше толщины слоя насыпных грунтов.

Расстояния между скважинами назначаются в зависимости от вида, состава, способа отсыпки насыпных грунтов, рельефа засыпанной территории, размеров проектируемых зданий и сооружений и т, п. и принимаются равными не менее:

для планомерно возведенных насыпей — 50 м;

для отвалов из грунтов и отходов производств — 40 м;

для свалок из грунтов и отходов производств — 30 м.

Число скважин на каждом участке должно быть не менее б, а для каждого здания — не менее 3.

Примечание. Исследования подстилающих грунтов производятся в соответствии с дополнительными требованиями к инженерногеологическим исследованиям в районах распространения грунтов с особыми свойствами.

10.12. Шурфы проходятся на всю толщину слоя насыпных грунтов и размещаются с учетом возможного изменения состава и сложения насыпных грунтов, установленного по результатам бурения скважин.

Расстояния между шурфами принимаются равными не менее: для планомерно возведенных насыпей— 100 м; отвалов из грунтов и отходов производств — 60 м; свалок из грунтов и отходов производств — 40 м.

Число шурфов на каждом застраиваемом участке должно быть не менее четырех, а для каждого отдельно стоящего здания — не менее двух.

В полевом журнале шурфования необходимо зарисовать все стенки шурфа на всю их глубину с описанием основной массы грунтов и материалов, составляющих насыпь, и включений, содержащихся в пределах каждого слоя. Порядок перечисления включений устанавливается с учетом их количественного содержания по объему, определяемому визуально.

10.13. Монолиты грунтов для лабораторных испытаний по определению физико-механических характеристик грунтов отбираются через 1—2 м по глубине:

в пределах насыпного слоя — только из шурфов в местах, характеризующих основной состав насыпи данного горизонта;

из подстилающих насыпь грунтов — из шурфов или скважин грунтоносами, исключающими уплотнение или разуплотнение отбираемых грунтов.

В планомерно возведенных насыпях монолиты грунтов отбираются из всех шурфов, а в отвалах и свалках из грунтов и отходов производств — через один шурф, но не менее чем из двух шурфов для каждого проектируемого здания.

10.14. Зондирование на площадках, включающих насыпные грунты, выполняется в соответствии с «Указаниями по зондированию грунтов для строительства» СН 448-72.

Расстояния между зондировочными скважинами принимаются не менее:

в планомерно возведенных насыпных грунтах — 50 м; в отвалах из грунтов и отходов производств — 20 м; в свалках из грунтов и отходов производств— 15 м.

Число зондировочных скважин на исследуемой площадке должно быть не менее восьми, а под каждое отдельно стоящее здание — не менее пяти.

Глубина проходки зондировочных скважин обычно принимается равной глубине проходки буровых скважин по п. 10.11.

При проведении исследований на площадках с насыпными грунтами, относящимися к отвалам из грунтов и отходов производств, глубину проходки половины из требуемого числа зондировочных скважин допускается принимать на 1 м больше толщины слоя насыпных грунтов. При исследовании свалок из грунтов и отходов производств допускается уменьшать до указанных выше пределов глубину проходки 2/3 из требуемого числа зондировочных скважин.

10.15. Сжимаемость всех видов насыпных грунтов должна определяться, как правило, статическими испытаниями штампами площадью не менее 5000 см2 по методике, установленной ГОСТ 12374—77 «Грунты. Метод полевого испытания статическими нагрузками».

Для исследования сжимаемости насыпных грунтов на глубинах свыше 4 м при отсутствии крупных включений допускается проводить испытания отдельных разновидностей насыпных грунтов в скважинах штампом площадью 600 см2.

В тех случаях когда насыпные грунты состоят из глинистых грунтов, золы, рыхлых маловлажных мелких и пылеватых песков и т. п., испытания штампами производятся с замачиванием грунтов в основании в соответствии с «Рекомендациями по испытанию просадочных грунтов статическими нагрузками» (М., Стройиздат, 1974).

В целях изучения возможности набухания шлаков испытания их штампами производятся с замачиванием в соответствии с требованиями, изложенными в разделе 5 настоящего Руководства.

10.16. Испытания насыпных грунтов статическими нагрузками выполняются в пределах плана проектируемого сооружения в непосредственной близости к шурфам или к скважинам.

Если толщина исследуемого слоя насыпного грунта меньше расчетной сжимаемой толщи основания и ниже залегают насыпные грунты иных состава, способа и давности отсыпки, то испытанию подвергается каждый слой, включая и естественный грунт, залегающий в пределах сжимаемой толщи под проектируемым зданием или сооружением.

Толщина исследуемого слоя каждого вида насыпного грунта под штампом должна быть не менее его диаметра.

10.17. Число пунктов испытания насыпных грунтов штампами на каждом участке назначается в зависимости от однородности сложения, состава и давности отсыпки насыпных грунтов и принимается не менее для:

планомерно возведенных насыпей — 2;

отвалов из грунтов и отходов производств — 3;

свалок из грунтов и отходов производств — 4.

Испытания насыпных грунтов штампами назначаются в местах, где по предварительным данным грунты обладают минимальной и максимальной сжимаемостью.

10.18. При возможности применения варианта прорезки насыпных грунтов сваями в процессе инженерно-геологических изысканий выполняются статические испытания свай в соответствии с требованиями «Руководства по проектированию свайных фундаментов» (М., Стройиздат, 1971) и «Рекомендаций по учету сил отрицательного трения при проектировании свайных фундаментов» (НИИОСП, 1972).

На участках расположения неслежавшихся отвалов из грунтов и отходов производств, а также свалок из грунтов и отходов производств проводятся испытания свай-штампов, а при их отсутствии —< обычных свай в скважинах, пройденных на всю толщину слоя насыпных грунтов. Скважины проходятся диаметром, на 5—10 см превышающим размеры свай по диагонали.

В пределах каждого здания выполняется не менее двух испытаний свай.

10.19. Лабораторные исследования насыпных грунтов по определению их физико-механических характеристик выполняются на образцах ненарушенной структуры, отобранных из наиболее характерных мест.

Необходимый комплекс лабораторных исследований устанавливается в зависимости от способа отсыпки, состава, однородности сложения, давности отсыпки насыпных грунтов, конструктивных особенностей проектируемых зданий и сооружений и т. п.

10.20. В отчетах или заключениях по инженерно-геологическим изысканиям площадок, сложенных насыпными грунтами, должен содержаться дополнительный раздел, посвященный подробному изложению результатов исследований насыпных грунтов с описанием способа отсыпки, состава, однородности сложения, давности отсыпки насыпных грунтов, их физико-механических характеристик, изменчивости сжимаемости, плотности, толщины слоя насыпных грунтов и изменения ее на застраиваемом участке и т. п.

Состав насыпных грунтов определяется по виду материала, слагающего основную массу, на основе визуальной оценки и результатов лабораторных исследований.
 

РАСЧЕТ ОСНОВАНИЙ, СЛОЖЕННЫХ НАСЫПНЫМИ ГРУНТАМИ

10.21(10.3). Основания, сложенные насыпными грунтами, должны рассчитываться в соответствии с требованиями разд. 3 настоящей главы (разд. 3 Рук.).

Полная величина определяемых расчетом деформаций основания должна подсчитываться как сумма осадок основания, вычисленных от действующих нагрузок, передаваемых фундаментами, дополнительных осадок, вызванных самоуплотнением насыпных грунтов, по причинам, указанным в п. 10.1 настоящей главы (п. 10.1 Рук.), и осадок или просадок подстилающих грунтов от действия веса насыпи и нагрузок от фундамента.

Для определения осадки основания, включающего насыпные грунты, используется расчетная схема основания в виде линейно-деформируемого полупространства по п. 3.223 (подпункт «а» п. 3.49).

10.22. Осадка основания, включающего насыпные грунты, определяется по формуле 3.70 (5 прил. 3) с учетом самоуплотнения не-слежавшихся насыпных грунтов и уплотнения подстилающих грунтов от веса насыпи. В необходимых случаях, кроме того, учитывается влияние снижения уровня грунтовых вод по п. 3.123.

Дополнительная осадка насыпного грунта за счет разложения органических включений определяется по п. 10.25.

Влияние вибраций от оборудования, а также городского и промышленного транспорта на деформации насыпных грунтов должно учитываться на основе специальных экспериментальных исследований.

10.27 (10.5). Расчетные давления на основания в случае применения песчаных, щебеночных (гравийных) и т. п. подушек устанавливаются исходя из задаваемых в проекте физико-механических характеристик грунтов достигаемых соответствующим уплотнением грунтов в подушке.

Прочностные характеристки грунтов в подушках устанавливаются на основе результатов испытаний уплотненных грунтов при проведении инженерно-геологических изысканий, а также по результатам ранее выполненных испытаний на других площадках с учетом вида и состояния грунтов, предусматриваемой технологии и оборудования для устройства подушки, накопленного опыта проектирования и строительства.

10.28(10.6). Предварительные размеры фундаментов зданий и сооружений, возводимых на слежавшихся насыпных грунтах, назначаются исходя из величин условных расчётных давлений Ro, приведенных в табл. 4 прил. 4 настоящей главы (табл. 10.1 Рук.).

Условными значениями R0 допускается пользоваться также и для назначения окончательных размеров фундаментов зданий с нагрузкой на столбчатые фундаменты — до 40 тс и ленточные — до 8 тс/м.

10.29. Давление на насыпные грунты у края и под углом вне-центренно-загруженного фундамента ограничивается исходя из вели-

уплотнении насыпных грунтов, а также при залегании в нижней части сжимаемой толщи грунтов с меньшими прочностными характеристиками расчетные давления на основания уточняются из условия, чтобы полное давление от собственного веса вышележащего грунта и нагрузки, передаваемой фундаментом, на подстилающие насыпные (неуплотненные) или естественные грунты не превышало расчетное давление на эти грунты в соответствии с требованиями п. 3.2iS (3.62).



ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВАНИЙ, СЛОЖЕННЫХ НАСЫПНЫМИ ГРУНТАМИ

10-31. При проектировании оснований зданий и сооружений, сложенных насыпными грунтами, могут предусматриваться:

использование насыпных грунтов в качестве естественных оснований;

применение строительных мероприятий по снижению сжимаемости насыпных грунтов как по абсолютной величине, так и степени их неравномерности;

прорезка насыпных грунтов глубокими, в том числе свайными, фундаментами.

10.32. В качестве естественных оснований рекомендуется использовать слежавшиеся насыпные грунты, представляющие собой: планомерно возведенные насыпи с достаточным уплотнением; отвалы грунтов и отходов производств, состоящие из крупных песков, гравелистых и щебеночных грунтов, гранулированных шлаков.

Для легких зданий, перечисленных в пп. 4.46—4.47 (4.9), в качестве естественных оснований могут быть использованы практически все виды слежавшихся планомерно возведенных насыпей и также отвалы грунтов и отходов производств.

Свалки грунтов и отходов производств могут быть использованы в качестве естественных оснований только для временных зданий и сооружений со сроком службы 10—15 лет при расчете их по деформациям.

10.33 (10.7). Если полученная расчетом полная величина деформации основания окажется больше допустимой или несущая способность основания меньше требуемой для обеспечения нормальной эксплуатации проектируемых зданий и сооружений, в проекте должны предусматриваться мероприятия в соответствии с требованиями пп. 3.83—3.89 настоящей главы (пп. 3.332—3.339 Рук.).

Основными мероприятиями при проектировании оснований, сложенных насыпными грунтами, являются:

уплотнение оснований (п. 10.8 настоящей главы) (10.35 Рук.); устройство песчаных, щебеночных (гравийных) или грунтовых подушек (п. 10.9 настоящей главы) (п. 10.45 Рук.);

конструктивные мероприятия, уменьшающие чувствительность зданий и сооружений к повышенным деформациям основания (п. 3.88 настоящей главы) (п. 3.338 Рук.);

прорезка насыпных грунтов глубокими (в том числе свайными) фундаментами.

Примечание. Если большая часть расчетной величины деформации основания происходит вследствие замачивания насыпных грунтов, следует предусматривать водозащитные мероприятия.

10.34. Выбор отдельных мероприятий или их сочетания производится на основе технико-экономического анализа. При этом учитываются однородность состава и сложения насыпных грунтов, степень

и равномерность их сжимаемости, содержание органических включений, изменение толщины слоя насыпных грунтов в пределах расположения здания и сооружения, возможные величины осадок фундаментов, особенности и назначение зданий и сооружений и т. п.

10.35(10.8). Уплотнение оснований, сложенных насыпными грунтами, осуществляется путем:

поверхностного уплотнения тяжелыми трамбовками на глубину до 3 м при степени влажности уплотняемых грунтов 0,7;

поверхностного уплотнения вибрационными машинами и виброкатками на глубину до 1,5 м, когда насыпные грунты состоят из рыхлых песков;

гидровнброуплотнения на глубину до 6 м водонасыщенных насыпных грунтов, состоящих из песков;

глубинного уплотнения насыпных глинистых грунтов грунтовыми сваями с помощью станков ударно-канатного бурения БС-1.

10.36. Уплотнение насыпных грунтов тяжелыми трамбовками осуществляется с целью:

снижения сжимаемости насыпных грунтов в пределах сжимаемой зоны от нагрузки фундаментов;

повышения плотности, прочностных характеристик и тем самым расчетного давления на насыпные грунты;

при наличии насыпных глинистых грунтов — создания в основании здания и сооружения сплошного маловодопроницаемого экрана, препятствующего интенсивному замачиванию нижезалегающих про-садочных грунтов.

10.37. Уплотнение насыпных грунтов тяжелыми трамбовками применяется при строительстве на:

планомерно возведенных насыпях, отсыпанных с недостаточно высокой плотностью;

отвалах грунтов и отходов производств, содержащих включения строительного производства и различных производств размером не более диаметра трамбовки;

свалках грунтов и отходов производств, содержащих органические включения не более 0,05;

участках, расположенных от существующих зданий и сооружений на расстояниях, не менее указанных в п. 4.98.

10.38. Для уменьшения осадок насыпных грунтов поверхностное уплотнение тяжелыми трамбовками комбинируется с устройством подушки или выполняется в два слоя. Для этого котлован отрывается на 1—2 м глубже отметки заложения фундаментов и производится уплотнение первого слоя насыпных грунтов. Затем котлован засыпается местным грунтом (содержащим не более 0,03 растительных остатков) до отметки, на 0,2—0,4 м превышающей глубину заложения фундаментов. После этого производится уплотнение второго слоя. Общая толщина уплотненного слоя в этом случае достигается 4—6 м.

10.39. Проектирование оснований из насыпных грунтов, уплотненных тяжелыми трамбовками, осуществляется в соответствии с требованиями пп. 4.93—4.106 как на просадочных грунтах с I типом грунтовых условий.

При расчете полной величины осадки фундаментов в пределах уплотненного насыпного слоя учитывается только осадка от нагрузки фундаментов.

10.40. Поверхностное уплотнение вибрационными машинами и виброкатками применяется для уплотнения насыпных грунтов, представляющих собой недостаточно уплотненные планомерно возведен-ные насыпи и отвалы, состоящие из средних и мелких песков, при необходимости уплотнения на глубину до 1,5 м.

10.41. Гидровиброуплотнение применяется для уплотнения планомерно возведенных насыпей и отвалов, состоящих из песчаных грунтов с содержанием глинистых частиц не более 0,05, при необходимости их уплотнения на глубину до 6 м.

10.42. Проектирование оснований из насыпных грунтов, уплот-ненных вибрационными машинами, виброкатками и гидровиброуплотнением, осуществляется в соответствии с требованиями пп. 10.26— 10.29 и 10.39.

10.43. Глубинное уплотнение грунтовыми сваями насыпных глинистых грунтов, относящихся к недостаточно уплотненным планомерно возведенным насыпям и отвалам грунтов, выполняется с целью снижения сжимаемости грунтов оснований, повышения расчетных давлений на насыпные грунты:

при степени влажности насыпных грунтов — не более G<=0,7;

в пределах, как правило, всей толщины слоя насыпных грунтов;

в комбинации с доуплотнением буферного слоя тяжелыми трамбовками;

при расположении уплотненных участков на расстояниях от существующих зданий и сооружений не менее указанных в п. 4.98;

при проектировании жилых и гражданских зданий с часто расположенными стенами и колоннами и т. п.

10.44 Проектирование оснований из насыпных грунтов, уплотненных грунтовыми сваями, осуществляется в соответствии с требованиями пп. 4.131—4.144 и 10.39 как на просадочных грунтах с I типом грунтовых условий по просадочности.

10.45 (10.9). Устройство песчаных, щебеночных (гравийных) или грунтовых подушек производится с целью замены сильно- и нерав-номерносжимаемых насыпных грунтов. Толщина подушек, вид применяемого грунта, степень его уплотнения назначаются по результатам расчета оснований в соответствии с требованиями разд. 3 настоящей главы с учетом местных условий строительства, наличия соответствующих видов грунтов, а также оборудования для устройства подушек.

Примечание. При залегании под насыпным слоем просадочных грунтов, относящихся ко II типу по просадочности, подушки устраиваются из глинистых грунтов по всей застраиваемой площади.

10.48. Устройство подушек должно предусматриваться, как правило, при строительстве на:

планомерно возведенных насыпях и отвалах грунтов, отсыпанных с недостаточно высокой плотностью и имеющих степень влажности грунтов G>0,7;

свалках грунтов и отходов производств с содержанием органических включений более 0,05, когда устройство подушек обеспечивает практически полную замену насыпных грунтов с повышенным содержанием органических включений;

участках, расположенных от существующих зданий и сооружений на расстояниях, менее указанных в п. 4.98.

10.47. Выбор материалов для устройства подушек производится исходя из вида, состава насыпных грунтов, местных грунтовых и гидрогеологических условий площадки, конструктивных особенностей проектируемых зданий и сооружений и т. п.

Подушки из щебенистых и гравелистых грунтов целесообразно применять в случаях, когда щебень и гравий являются местными материалами.

Подушки из песчаных грунтов применяются при устройстве их в водоиасыщенных насыпных грунтах.

При отсутствии грунтовых вод или низком уровне их залегания подушки могут возводиться из местных супесей и суглинков, а также из стойких шлаков, формовочной земли.

10.48. Плотность грунтов в подушках назначается в зависимости от вида применяемых грунтов и должна быть не менее 0,95 максимальной плотности, получаемой путем опытного уплотнения грунтов при их оптимальной влажности в полевых или лабораторных условиях.

При отсутствии результатов опытного уплотнения допускается принимать объемный вес скелета грунта (в тс/м3, не менее) для подушек из:

однородных крупных и средних песков — 1,60; неоднородных крупных и средних песков — 1,65; мелких песков — 1,60; пылеватых песков — 1,65; супесей и суглинков— 1,65.

10.49. Модули деформации грунтов в подушках при расчете оснований принимаются, как правило, по результатам непосредственных испытаний статическими нагрузками, а также по данным опыта строительства в аналогичных условиях.

При отсутствии результатов непосредственных испытаний модули деформации грунтов в водонасыщеняом состоянии Е, кгс/см2, допускается принимать равными для подушек из; гравелистых и щебеночных грунтов — 400; крупных песков — 300; средних песков — 200; мелких песков — 150;

пылеватых песков, формовочной земли —100; супесей и суглинков — 100; шлаков — 200.

10.60. Расчетные давления на грунты в подушках назначаются в соответствии с требованиями п. 3.189 (3.55).

При отсутствии данных непосредственных определений прочностных характеристик грунтов в подушках, уплотненных до заданной в проекте плотности и не ниже указанной в п. 10.48, расчетные давления R0, кгс/см21, допускается принимать равными для подушек из:

гравелистых и щебеночных грунтов — 4; крупных песков — 3; средних песков — 2,5; мелких песков — 2;

пылеватых песков, формовочной земли— 1,5; супесей и суглинков — 2; шлаков — 2,5.

10.51. Проектирование оснований на насыпных грунтах с устройством подушек осуществляется в соответствии с требованиями пп. 4.107—4.115 и 10.39 как на просадочных грунтах с 1 типом грунтовых условий по просадочности, а при наличии ниже насыпного слоя просадочных грунтов — как на просадочных грунтах со II типом грунтовых условий по просадочности.

10.52. Конструктивные мероприятия при строительстве зданий и сооружений на насыпных грунтах принимаются в случаях, когда осадки фундаментов как по абсолютной величине, так и степени их неравномерности превышают предельно допустимые значения по п. 3.279 (3.69).

Конструктивные мероприятия назначаются, как правило, по расчету конструкций зданий и сооружений на неравномерные осадки фундаментов в соответствии с рекомендациями, приведенными в пп. 4.193—4.217. При этом ширина осадочных швов принимается равной 2—4 см.

10.53 (10.10). Проектирование оснований, сложенных насыпными грунтами с относительным содержанием растительных остатков более 0,1 (п. 2.19 настоящей главы) (п. 2.54 Рук.), следует выполнять с учетом указаний пп. 6.1—6.11 настоящей главы (пп. 6.1 — 6.54 Рук.), предусматривая срезку этого грунта и устройство подушек или прорезку его фундаментами и т. п.

 

Раздел 11

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, ВОЗВОДИМЫХ  НА ПОДРАБАТЫВАЕМЫХ ТЕРРИТОРИЯХ

11.1 (11.1). Основания зданий и сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях, должны проектироваться с учетом неравномерного оседания земной поверхности, сопровождаемого горизонтальными деформациями сдвигающегося грунта, происходящими в результате производства горных работ и перемещения грунта в выработанное пространство.

Параметры деформаций земной поверхности, в том числе кривизна поверхности, ее наклоны и горизонтальные перемещения, а также вертикальные уступы должны определяться в соответствии с требованиями главы СНиП по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых территориях. Эти параметры, являющиеся основой для расчета оснований, фундаментов и надфунда-ментной части зданий и сооружений, должны учитываться при производстве инженерно-геологических изысканий и определении характеристик грунта.

11.2. Объем и состав инженерно-геологических изысканий для каждого объекта определяются программой, разрабатываемой с участием проектной организации и составляемой с учетом особенностей геологического строения и условий разработки полезных ископаемых, а также типа проектируемого здания или сооружения и его фундаментов.

11.3. Выводы по инженерно-геологическим изысканиям с учетом горно-геологического обоснования строительной площадки должны дополнительно включать:

а) оценку изменений геоморфологических и гидрогеологических условий участка застройки вследствие местного оседания земной

поверхности (возможность образования провалов, активизации процесса сдвижения вследствие геологических нарушений, активизации оползневых процессов, изменения уровня грунтовых вод с учетом сезонных и многолетних перепадов, возможность заболачивания территории и т. п.);

б) оценку возможных изменений физико-механических свойств грунтов вследствие изменения гидрогеологических условий площадки;

в) деформационные и прочностные характеристики грунтов, используемые при расчетах воздействий сдвигающегося грунта на заглубленные конструкции зданий и сооружений.

Изменение уровня грунтовых вод относительно фундаментов может произойти за счет образования мульды сдвижения при наличии на небольшой глубине водонепроницаемого слоя.

11.4 (11.2). Расчетные значения прочностных ф и с и деформационных Е характеристик грунта для определения усилий, воздействующих на фундаменты в результате деформаций земной поверхности, должны приниматься равными нормативным, полагая в формуле (3.12)(12) коэффициент безопасности по грунту kP~i.

Поскольку воздействие на фундаменты горизонтальных деформаций подрабатываемых территорий тем значительнее, чем больше величина прочностных и деформационных характеристик грунта, то коэффициент безопасности для них в формуле (3.13) (6 прил. 1) следовало бы принимать меньше единицы. Но так как в процессе подработки грунт за счет растяжения и сжатия теряет часть своих структурных связей и его характеристики уменьшаются, то учет совокупности обоих факторов допускает принимать коэффициент безопасности равным единице.

Такой подход обосновывается также тем, что в пределах отсека здания или сооружения важны осредненные значения прочностных и деформационных характеристик грунта, а не их значения в отдельных точках.

Расчетное значение модуля горизонтальной (боковой) деформации грунта Ет допускается принимать в этих расчетах равным 0,5 для глинистых и 0,65 для песчаных грунтов от расчетного значения модуля (вертикальной) деформации Е грунта.

11.5. Если подработка здания или сооружения предполагается в период менее 10 лет после его строительства, для грунта засыпки пазух допускается принимать уменьшенные значения прочностных и деформационных характеристик, которые устанавливаются изыскательской организацией на основе обобщения имеющегося опыта исследования грунтов.

Для условий строительства отдельных угольных бассейнов допускается пользоваться региональными значениями прочностных и деформационных характеристик грунтов, утвержденных в установленном порядке.

11.6 (11.3). Расчетные давления на грунты основания R должны определяться по формуле (3.38) (17) в соответствии с требованиями пп. 3.50—3.55 настоящей главы (пп. 3.178—3.189 Рук.). При этом коэффициент условий работы здания во взаимодействии с основанием тг, учитывающий влияние конструктивной жесткости зданий, должен приниматься по табл. 11.1 (20), если здания и сооружения запроектированы по жесткой конструктивной схеме, имеют поэтажные пояса и ленточные фундаменты с замкнутым контуром; в остальных случаях принимается коэффициент m1 — 1.

5. Для зданий повышенной этажности и башенного типа применение наклоняющихся фундаментов не допускается.

11.15. Шов скольжения должен устраиваться на хорошо выровненной раствором поверхности фундаментов.

11.16. Фундаменты должны рассчитываться на нагрузки от воздействия относительных горизонтальных деформаций земной поверхности (растяжения и сжатия), вызывающих горизонтальные перемещения грунта в направлении как продольной, так и поперечной осей зданий или сооружений.

Для восприятия усилий от воздействия горизонтальных перемещений грунта должны устраиваться: в ленточных фундаментах — железобетонные пояса (в податливых фундаментах — над швом скольжения); в столбчатых (в необходимых случаях)—связи-распорки; в плитных и свайных фундаментах должно предусматриваться соответствующее усиление армирования плиты н ростверка.

Примечание. В соответствии с главой СНиП по нагрузкам и воздействиям, деформационные воздействия, вызываемые горными выработками, относятся к особым.

11.17. Фундаментные пояса и связи-распорки должны устраиваться замкнутыми в пределах каждого отсека в виде горизонтальной железобетонной рамы и разрезаться в местах устройства вертикальных деформационных швов между отсеками.

В каркасных зданиях при наличии связей-распорок между колоннами у вертикальных деформационных швов, разделяющих здания или сооружения на отсеки, под парными колоннами допускается устраивать общую фундаментную подушку—плиту (рис. 11.1, а), отделяемую от подколонников швом скольжения. Общая фундаментная плита по этому же принципу может устраиваться и под парными стенами, разделяющими здание или сооружение на отсеки (рис. 11,1, б).

Примечание. В проектах зданий и сооружений должно быть специальное указание о недопустимости засорения вертикального деформационного шва во время строительства.

11.18. При отсутствии связей-распорок между отдельными фундаментами каркасных зданий парные колонны у вертикальных деформационных швов допускается устраивать на общих фундаментах. Следует учитывать, что в этом случае воздействия деформаций от горных выработок будут передаваться непосредственно на колонны каркаса, вызывая в них изгиб при жесткой заделке колонн в фундаменты и ригель, а при шарнирных опорах колонн и возможности свободного их перемещения вместе с грунтом в них возникнут дополнительные усилия лишь от наклонов.

11.19. Размер зазора ав вертикального деформационного шва в уровне фундаментов определяют из условия ожидаемых деформаций сжатия по формуле

(сооружений) и каркасных зданий с фундаментами, связанными в направлении, перпендикулярном к деформационному шву, или расстояние между центральными осями блоков жесткости каркасных зданий с несвязанными фундаментами.

Значения ne и me принимают по указаниям главы СНиП

по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых территориях.

В пределах блока жесткости каркасных зданий между фундаментами колонн следует устраивать связи-распорки даже в случаях, когда между остальными фундаментами связи-распорки не предусматриваются.

11.20. Фундаменты жесткой конструктивной схемы на воздействие горизонтальных деформаций грунта должны рассчитываться на усилия, вызываемые следующими нагрузками (рис. 11.2):

силами трения (сдвигающими силами) по подошве продольных tt и примыкающих tтп стен, а также по боковым поверхностям фундаментов h от перемещающегося грунта;

давлением перемещающегося грунта tд, действующим нормально к боковой поверхности фундаментов.

Усилия от сил трения (сдвигающих сил) по подошве фундаментов примыкающих стен (рис. 11.2, а) и боковое давление грунта на эти фундаменты, а также заглубленные части стен должны передаваться на конструкции фундаментов, расположенные параллельно направлению рассматриваемого горизонтального перемещения грунта.

11.21. Нормальное давление грунта на боковые поверхности фундаментов жесткой конструктивной схемы по своему характеру относится к пассивному; величина развиваемого давления зависит от величины перемещения грунта А относительно фундаментов (рис. 11,3,а),

11..27. При комбинированных фундаментах (рис. 11.3, в) конструкции ниже шва скольжения работают по податливой схеме первого типа, а выше в пределах заглубления ~ по жесткой схеме. Нагрузки от сдвигающих сил грунта по боковым поверхностям и от нормального давления выше шва скольжения должны учитываться по жесткой схеме, а по шву скольжения — по податливой схеме первого типа.

11.28. При шарнирном сопряжении колонн каркаса с фундаментами и ригелем и отсутствии связей-распорок между фундаментами конструкции при воздействии горизонтальных деформаций работают по второй схеме податливости.

При жесткой заделке колонн в фундаменты и в ригель происходит сложное взаимодействие деформирующегося основания и фундаментов, вследствие чего возникает изгиб колони и элементов ригеля. Нагрузки на фундаменты с жесткой заделкой колонн при отсутствии связей-распорок между фундаментами определяются в зависимости от величины перемещения основания, заглубления фундаментов, жесткости колонн, прочностных и деформационных характеристик основания и грунта засыпки.

11.29 (11.8). На основаниях, сложенных грунтами с низкими значениями модуля деформации грунта (E<100 кгс/см2), а также при возможности резкого ухудшения строительных свойств грунтов основания в результате подработки рекомендуется применять свайные или плитные фундаменты.

Если в верхней зоне основания зданий или сооружений залегают слои ограниченной толщины насыпных, заторфованных, просадочных и тому подобных грунтов, рекомендуется прорезка этих слоев фундаментами.

11.30 (11.9). К составу мероприятий, снижающих (п. 11.6 настоящей главы) (п. 11.13 Рук.) неблагоприятное воздействие деформаций земной поверхности на фундаменты и конструкции зданий и сооружений, относятся:

а) уменьшение поверхности фундаментов, имеющей контакт с грунтом;

б) уменьшение глубины заложения фундаментов до пределов, допустимых по условиям деформаций и несущей способности оснований;

в) заложение фундаментов, как правило, на одном уровне;

г) засыпка грунтом пазух котлованов и выполнение фундаментных подушек из материалов, обладающих малым сцеплением и трением на контакте с поверхностью фундаментов;

д) устройство грунтовых подушек на основаниях, сложенных практически несжимаемыми грунтами;

е) размещение подвалов и технических подполий, как правило, под всей площадью отсека здания;

ж) отрывка (перед подработкой) временных компенсационных траншей по периметру здания или сооружения.

11.31. В фундаментах жесткой конструктивной схемы местные углубления рекомендуется отделять швом скольжения, устраиваемым в уровне нижней отметки железобетонного фундаментного пояса.

Грунтовые подушки следует устраивать в случаях, когда здание или сооружение возводится на скальных грунтах или на прочных глинистых грунтах с величиной расчетного давления R более 5 кгс/см2.

11.32. Основным конструктивным мероприятием, снижающим неблагоприятное воздействие деформаций земной поверхности на фундаменты и конструкции зданий и сооружений, является разрезка зданий на отсеки, благодаря которой снижаются величины перемещений, определяемых по формуле (П-4), и другие деформационные воздействия.

П.ЗЗ. К числу мероприятий, снижающих неблагоприятное воздействие деформаций земной поверхности на конструкции и уменьшающих расход материалов на усиление конструкций фундаментов и заглубленных частей здания или сооружения, относится устройство заведомо податливых и слабых конструктивных элементов, которые в процессе подработки могут деформироваться и даже разрушаться (например, применение ограждающих панелей глубоких подвальных помещений каркасных зданий, рассчитанных на активное боковое давление грунта, часть из которых в случае значительных деформаций при подработке может быть заменена).

11.34. При выборе мероприятий следует учесть, что в процессе активной стадии подработки осуществляются систематические наблюдения за состоянием конструкций, а нарастание деформаций земной поверхности является относительно медленным процессом и потому деформации недостаточно прочных панелей не могут произойти неожиданно, а выход из строя таких панелей не может создать аварийного состояния для здания а целом.

Применение малопрочных панелей целесообразно сочетать с отрывкой временных компенсационных траншей, о чем в паспорте подрабатываемого здания должны быть соответствующие указания.

11.35. При строительстве зданий и сооружений на территориях с крутым падением пластов, на которых возможно образование уступов, выбор типа фундаментов и метода защиты зданий и сооружений должен зависеть от величины ожидаемых уступов: при малых величинах ожидаемых уступов (до 2—3 ем) фундаменты могут приниматься, как и для условий строительства на площадках с плавными деформациями земной поверхности,— по жесткой или податливой (первого типа податливости) конструктивной схеме;

при ожидаемых величинах уступов более 3 см должна предусматриваться возможность выравнивания здания, например поддомкрачиванием или с помощью клиньев.

11.36. Для возможности осуществления поддомкрачивания под цокольным поясом бескаркасных зданий следует предусматривать ниши для установки домкратов. Над нишами и под ними должны устраиваться железобетонные пояса для распределения сосредоточенных нагрузок от домкратов. По подошве фундаментов следует предусматривать пояс для восприятия усилий от горизонтальных деформаций.

В каркасных зданиях для возможности выравнивания конструкций должны предусматриваться специальные упоры на колоннах и соответствующие площадки на фундаментах для установки домкратов.

Поддомкрачивание и выравнивание с помощью клиньев может применяться как мера защиты технологического оборудования, чувствительного к неравномерным осадкам и кренам основания, а также в случаях, когда ожидаемые деформации от подработки при пологом и наклонном падении угольных пластов могут превысить предельно допустимые по условиям эксплуатации зданий или сооружений.

Ниши для домкратов (клиньев) до подработки должны быть заложены кладкой на слабом растворе.

Домкраты должны быть инвентарными, т. е. использоваться на ряде объектов по мере необходимости.

Грузоподъемность домкратов должна быть не менее чем на 50% больше приходящихся на них нагрузок.

На площадках с крутым падением пластов, где возможно образование уступов, целесообразно для каркасных зданий применять стальной каркас. В анкерах колонн каркаса следует предусматривать дополнительную длину резьбы для возможности выравнивания колонн.
 

Раздел 12

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВАНИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, ВОЗВОДИМЫХ В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ

12.1(12.1). Основания зданий и сооружений, возводимых в сейсмических районах с расчетной сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов, должны проектироваться с учетом требований главы СНиП по проектированию зданий и сооружений в сейсмических районах.

В районах сейсмичностью менее 7 баллов основания проектируются без учета сейсмических воздействий.

12.2 (12.2). Проектирование оснований с учетом сейсмических воздействий должно выполняться на основе расчета по несущей способности на особое сочетание нагрузок, определяемых в соответствии с требованиями главы СНиП по нагрузкам и воздействиям, а также главы СНиП по проектированию зданий и сооружений в сейсмических районах.

Предварительные размеры фундаментов допускается определять расчетом основания по деформациям согласно требованиям разд. 3 настоящей главы (пп. 3.167—3.282 Рук.) на основное сочетание нагрузок (без учета сейсмических воздействий).

12.3. Уточнение размеров фундамента с учетом сейсмических нагрузок выполняется путем расчета несущей способности оснований.

Целью расчета несущей способности оснований при особом сочетании нагрузок является обеспечение их прочности в случае скальных грунтов н устойчивости в случае нескальных грунтов, а также недопущение сдвига фундамента по подошве и его опрокидывания. Деформации основания (абсолютные и неравномерные осадки, крены) могут превышать предельные значения, допустимые при основном сочетании нагрузок, и поэтому при особом сочетании нагрузок с учетом сейсмических воздействий расчету не подлежат.

12,4(12.3). Расчет оснований по несущей способности выполняется на действие, как правило, только вертикальной составляющей от нагрузки, передаваемой фундаментом, исходя из условия

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие ............

Раздел 1. Общие положения........

Раздел 2. Номенклатура грунтов оснований ......

Раздел 3. Проектирование оснований .........

Общие указания..............

Нагрузки, учитываемые в расчетах оснований . . Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов .................

Методы определения деформационных и прочностных характеристик грунтов ......

Выделение инженерно-геологических элементов Правила вычисления нормативных и расчетных значений характеристик грунтов по результатам

непосредственных определений......

Вычисление нормативных и расчетных значений прочностных и деформационных характеристик грунтов по результатам определения их физических характеристик ..........

Количество определений характеристик грунтов Таблицы нормативных значений прочностных и деформационных характеристик грунтов . . Рекомендации по разработке региональных таблиц прочностных и деформационных характеристик грунтов ............

Определение характеристик грунта с учетом возможного изменения его влажности в процессе строительства и эксплуатации . . . .

Грунтовые воды..............

Глубина заложения фундаментов.......

Расчет оснований по деформациям

Определение расчетного давления на грунты

основания ...............

Расчет деформаций оснований.......

Определение осадки

Определение крена фундаментов . . . , Предельно допустимые деформации основания Расчет оснований по несущей способности . . . . Расчет устойчивости фундаментов при действии сил морозного пучения грунтов основания . . . . Мероприятия, направленные на снижение влияния деформаций оснований на эксплуатационную при-годность зданий и сооружений.......

. Особенности проектирования оснований зданий и сооружений, возводимых на просадочных грунтах

Дополнительные требования к инженерно-геологическим исследованиям в районах распространения

просадочных грунтов ............

Определение расчетных давлении на просадочные

грунты .................

Расчет оснований на просадочных грунтах по деформациям ................

Общие положения по проектированию оснований Проектирование оснований, уплотненных тяжелыми

трамбовками........... . . . ,

Проектирование грунтовых подушек......

Проектирование фундаментов в вытрамбованных

котлованах ................

Проектирование оснований, уплотненных грунтовыми сваями...............

Проектирование оснований, уплотненных предварительным замачиванием ............

Водозащитные мероприятия . ,

Конструктивные мероприятия

. Особенности проектирования оснований зданий и сооружений, возводимых на набухающих грунтах

Особенности проектирования оснований зданий и сооружений, возводимых на водонасыщенных за-торфованных грунтах...........

Особенности проектирования оснований зданий и сооружений, возводимых на илах......

. Особенности проектирования оснований зданий и сооружений, возводимых на элювиальных грунтах

Особенности проектирования оснований зданий и сооружений, возводимых на засоленных грунтах
Определение суффозионной осадки оснований, сложенных засоленными грунтами

10. Особенности проектирования оснований зданий и сооружений, возводимых на насыпных грунтах .

Дополнительные требования к инженерно-геологическим исследованиям на площадках расположения

насыпных грунтов.............

Расчет оснований, сложенных насыпными грунтами Проектирование оснований, сложенных насыпными грунтами . . .

11. Особенности проектирования оснований и фундаментов зданий и сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях

12. Особенности проектирования оснований зданий и сооружений, возводимых в сейсмических районах

содержание      ..     4      5      6