Документов в библиотеке
576379

Зарегистрированных пользователей
1011

"СП 22.13330.2011. Свод правил. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*"(утв. Приказом Минрегиона РФ от 28.12.2010 N 823)

 

Утвержден

Приказом Минрегиона РФ

от 28 декабря 2010 г. N 823

 

СВОД ПРАВИЛ

 

ОСНОВАНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

 

АКТУАЛИЗИРОВАННАЯ РЕДАКЦИЯ СНиП 2.02.01-83*

 

Soil bases of buildings and structures

 

СП 22.13330.2011

 

Дата введения

20 мая 2011 года

 

Предисловие

 

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила разработки - Постановлением Правительства Российской Федерации от 19 ноября 2008 г. N 858 "О порядке разработки и утверждения сводов правил".

 

Сведения о своде правил

 

1. Исполнители - Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова - институт ОАО "НИЦ "Строительство" (НИИОСП им. Н.М. Герсеванова).

2. Внесен Техническим комитетом по стандартизации (ТК 465) "Строительство".

3. Подготовлен к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики.

4. Утвержден Приказом Министерства регионального развития Российской Федерации (Минрегион России) от 28 декабря 2010 г. N 823 и введен в действие с 20 мая 2011 г.

5. Зарегистрирован Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). Пересмотр СП 22.13330.2010.

 

Информация об изменениях к настоящему своду правил публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минрегион России) в сети Интернет.

 

Введение

 

Настоящий документ содержит указания по проектированию оснований зданий и сооружений, в том числе подземных, возводимых в различных инженерно-геологических условиях, для различных видов строительства.

Разработан НИИОСП им. Н.М. Герсеванова - институтом ОАО "НИЦ "Строительство" (д-ра техн. наук В.П. Петрухин, Е.А. Сорочан, канд. техн. наук И.В. Колыбин - руководители темы; д-ра техн. наук: Б.В. Бахолдин, А.А. Григорян, П.А. Коновалов, В.И. Крутов, Н.С. Никифорова, Л.Р. Ставницер, В.И. Шейнин; канд. техн. наук: А.Г. Алексеев, Г.И. Бондаренко, В.Г. Буданов, Ф.Ф. Зехниев, М.Н. Ибрагимов, О.И. Игнатова, В.А. Ковалев, В.К. Когай, В.В. Михеев, В.С. Поляков, В.В. Семкин, В.Г. Федоровский, М.Л. Холмянский, О.А. Шулятьев; инженеры: А.Б. Мещанский, О.А. Мозгачева).

 

1. Область применения

 

Настоящий свод правил (далее - СП) распространяется на проектирование оснований вновь строящихся и реконструируемых зданий и сооружений в котлованах.

Примечание. Далее вместо термина "здания и сооружения" используется термин "сооружения", в число которых входят также подземные сооружения.

 

Настоящий СП не распространяется на проектирование оснований гидротехнических сооружений, дорог, аэродромных покрытий, сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, а также оснований глубоких опор и фундаментов машин с динамическими нагрузками.

 

2. Нормативные ссылки

 

В настоящем СП приведены ссылки на следующие нормативные документы:

Федеральный закон от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании"

Федеральный закон от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений"

СП 14.13330.2011 "СНиП II-7-81*. Строительство в сейсмических районах"

СП 15.13330.2010 "СНиП II-22-81*. Каменные и армокаменные конструкции"

СП 20.13330.2011 "СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия"

СП 21.13330.2010 "СНиП 2.01.09-91. Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах"

СП 24.13330.2011 "СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты"

СП 25.13330.2010 "СНиП 2.02.04-88. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах"

СП 28.13330.2010 "СНиП 2.03.11-85. Защита строительных конструкций от коррозии"

СП 31.13330.2010 "СНиП 2.04.02-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения"

СП 32.13330.2010 "СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения"

СП 35.13330.2011 "СНиП 2.05.03-84*. Мосты и трубы"

СНиП 2.06.03-85. Мелиоративные системы и сооружения

СНиП 2.06.14-85. Защита горных выработок от подземных и поверхностных вод

СНиП 2.06.15-85. Инженерная защита территории от затопления и подтопления

СНиП 3.01.03-84. Геодезические работы в строительстве

СП 45.13330.2010 "СНиП 3.02.01-87. Земляные сооружения, основания и фундаменты"

СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции

СНиП 3.04.01-87. Изоляционные и отделочные покрытия

СП 47.13330.2010 "СНиП 11-02-96. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения"

СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве

СП 48.13330.2011 "СНиП 12-01-2004. Организация строительства"

СНиП 23-01-99*. Строительная климатология

СП 63.13330.2010 "СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения"

СанПиН 2.1.7.1287-03. Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы

СанПиН 2.1.7.1322-03. Гигиенические требования к размещению и обезвреживанию отходов производства и потребления

ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 10650-72*. Торф. Метод определения степени разложения

ГОСТ 12248-96. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости

ГОСТ 12536-79. Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава

ГОСТ 19912-2001. Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием

ГОСТ 20276-99. Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

ГОСТ 20522-96. Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний

ГОСТ 22733-2002. Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности

ГОСТ 23061-90. Грунты. Методы радиоизотопных измерений плотности и влажности

ГОСТ 23161-78. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик просадочности

ГОСТ 23740-79. Грунты. Методы лабораторного определения содержания органических веществ

ГОСТ 24143-80. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик набухания и усадки

ГОСТ 24846-81. Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений

ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация

ГОСТ 27751-88*. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету

ГОСТ 30416-96. Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения

ГОСТ 30672-99. Грунты. Полевые испытания. Общие положения

Примечание. При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим сводом правил следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

 

3. Термины и определения

 

Термины и определения приведены в Приложении А.

 

4. Общие положения

 

4.1. Настоящий СП основан на приведенных ниже допущениях и предусматривает, что:

исходные данные для проектирования должны собираться в необходимом и достаточном объеме, регистрироваться и интерпретироваться специалистами, обладающими соответствующими квалификацией и опытом;

проектирование должно выполняться специалистами, имеющими соответствующие квалификацию и опыт;

должны быть обеспечены координация и связь между специалистами по инженерным изысканиям, проектированию и строительству;

при производстве строительных изделий и выполнении работ на строительной площадке должен быть обеспечен соответствующий контроль качества;

строительные работы должны выполняться квалифицированным и опытным персоналом, удовлетворяющим требованиям стандартов и технических условий;

используемые материалы и изделия должны удовлетворять требованиям проекта и технических условий;

техническое обслуживание сооружения и связанных с ним инженерных систем должно обеспечивать его безопасность и рабочее состояние на весь срок эксплуатации;

сооружение должно использоваться по его назначению в соответствии с проектом.

4.2. Основания и фундаменты сооружений должны проектироваться на основе и с учетом:

а) результатов инженерных изысканий для строительства;

б) данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности сооружения и условия его эксплуатации;

в) нагрузок, действующих на фундаменты;

г) окружающей застройки и влияния на нее вновь строящихся и реконструируемых сооружений;

д) экологических и санитарно-эпидемиологических требований.

4.3. При проектировании оснований и фундаментов должны быть предусмотрены решения, обеспечивающие надежность, долговечность и экономичность на всех стадиях строительства и эксплуатации сооружений. Необходимо проводить технико-экономическое сравнение возможных вариантов проектных решений для выбора наиболее экономичного и надежного проектного решения, обеспечивающего наиболее полное использование прочностных и деформационных характеристик грунтов и физико-механических свойств материалов фундаментов и других подземных конструкций.

При разработке проектов производства работ и организации строительства должны выполняться требования по обеспечению надежности конструкций на всех стадиях их возведения.

4.4. Работы по проектированию следует вести в соответствии с техническим заданием на проектирование и необходимыми исходными данными (см. 4.2).

4.5. При проектировании следует учитывать уровень ответственности сооружения в соответствии с ГОСТ 27751: I - повышенный, II - нормальный, III - пониженный.

4.6. Инженерные изыскания для строительства, проектирование оснований и фундаментов и их устройство должны выполняться организациями, имеющими соответствующие допуски на эти виды работ.

4.7. Инженерные изыскания для строительства должны проводиться в соответствии с требованиями СП 47.13330, СП 11-102 [1], СП 11-104 [2], СП 11-105 [3], государственных стандартов и других нормативных документов по инженерным изысканиям и исследованиям грунтов для строительства.

Наименование грунтов оснований в отчетной документации по результатам инженерных изысканий и в проектной документации следует принимать по ГОСТ 25100.

4.8. Результаты инженерных изысканий должны содержать данные, необходимые и достаточные для выбора типа основания, фундаментов и подземных сооружений и проведения их расчетов по предельным состояниям с учетом прогноза возможных изменений (в процессе строительства и эксплуатации) инженерно-геологических условий площадки строительства и свойств грунтов, а также вида и объема инженерных мероприятий, необходимых для ее освоения.

Проектирование без соответствующих результатов инженерных изысканий или при их недостаточности не допускается.

Примечание. При строительстве в условиях окружающей застройки инженерные изыскания следует предусматривать не только для вновь строящихся или реконструируемых сооружений, но и для окружающей застройки, попадающей в зону их влияния.

 

4.9. Для выбора типа основания и фундаментов, назначения расчетной схемы взаимодействия конструкций сооружения с основанием, уточнения требований к предельным деформациям основания фундаментов проектируемого сооружения, геотехнического прогноза его влияния на окружающую застройку и т.д. необходимо учитывать конструктивные решения проектируемого сооружения, последовательность его возведения и условия последующей эксплуатации.

4.10. При проектировании необходимо учитывать местные условия строительства, а также имеющийся опыт проектирования, строительства и эксплуатации сооружений в аналогичных инженерно-геологических и экологических условиях и указания территориальных норм. Для этого необходимо иметь данные об инженерно-геологических и инженерно-экологических условиях этого района и характерных особенностях окружающей застройки, о применяемых конструкциях возводимых сооружений, нагрузках, типах и размерах фундаментов, давлениях на грунты основания и о наблюдавшихся деформациях оснований сооружений. Следует также учитывать данные о производственных возможностях строительных организаций и парке оборудования, ожидаемых климатических условиях на весь период строительства. Указанные данные могут оказаться решающими при выборе типа фундаментов (например, на естественном основании или свайные), глубины их заложения, метода подготовки основания и пр.

Данные о климатических условиях района строительства должны приниматься в соответствии со СНиП 23-01.

4.11. При проектировании оснований и фундаментов сооружений необходимо соблюдать требования нормативных документов по организации строительства (СП 48.13330), земляным работам (СП 45.13330), геодезическим работам (СНиП 3.01.03), технике безопасности (СНиП 12-03) и т.п.

4.12. При возведении нового объекта или реконструкции существующего сооружения на застроенной территории необходимо учитывать его воздействие на окружающую застройку с целью предотвращения недопустимых дополнительных деформаций.

Зону влияния проектируемого объекта нового строительства или реконструируемого сооружения и прогнозируемые дополнительные деформации оснований и фундаментов сооружений окружающей застройки определяют расчетом в соответствии с указаниями раздела 9.

4.13. В проектах оснований и фундаментов вновь возводимых или реконструируемых сооружений, в том числе при их расположении в условиях окружающей застройки, необходимо предусматривать проведение геотехнического мониторинга. Состав, объемы и методы геотехнического мониторинга в зависимости от уровня ответственности сооружений, сложности инженерно-геологических условий и других факторов установлены в разделе 12.

Геотехнический мониторинг должен также предусматриваться в случае применения новых или недостаточно изученных конструкций сооружений или их фундаментов, а также если в задании на проектирование имеются специальные требования по проведению натурных наблюдений.

4.14. При проектировании оснований и фундаментов уникальных зданий и сооружений или их реконструкции, а также сооружений I уровня ответственности, в том числе реконструируемых, в условиях окружающей застройки необходимо предусматривать научно-техническое сопровождение строительства.

Научно-техническое сопровождение представляет собой комплекс работ научно-аналитического, методического, информационного, экспертно-контрольного и организационного характера, осуществляемых в процессе изысканий, проектирования и строительства в целях обеспечения надежности сооружений с учетом применения нестандартных расчетных методов, конструктивных и технологических решений. Для выполнения научно-технического сопровождения допускается привлекать только специализированные организации.

4.15. Состав работ по научно-техническому сопровождению инженерных изысканий, проектирования и строительства оснований, фундаментов и подземных частей сооружений должен определяться генеральным проектировщиком и согласовываться заказчиком строительства. В состав работ научно-технического сопровождения следует включать:

разработку рекомендаций к программе инженерно-геологических и инженерно-экологических изысканий;

оценку и анализ материалов инженерных изысканий;

разработку нестандартных методов расчета и анализа;

оценку геологических рисков;

прогноз состояния оснований и фундаментов проектируемого объекта с учетом всех возможных видов воздействий;

геотехнический прогноз влияния строительства на окружающую застройку, геологическую среду и экологическую обстановку;

разработку программы геотехнического и экологического мониторинга;

выявление возможных сценариев аварийных ситуаций;

разработку технологических регламентов на специальные виды работ;

выполнение опытно-исследовательских работ;

обобщение и анализ результатов всех видов геотехнического мониторинга, их сопоставление с результатами прогноза;

оперативную разработку рекомендаций или корректировку проектных решений на основании данных геотехнического мониторинга при выявлении отклонений от результатов прогноза.

4.16. Программа и результаты инженерных изысканий, проектная документация на основания, фундаменты и конструкции подземных частей вновь возводимых (реконструируемых) сооружений, включая ограждения котлованов, а также результаты геотехнического прогноза и программа геотехнического мониторинга должны проходить геотехническую экспертизу для следующих сооружений:

уникальных;

с подземной частью глубиной заложения более 5 м;

в зоне влияния которых расположены сооружения окружающей застройки;

размещаемых на территориях с возможным развитием опасных инженерно-геологических процессов.

Примечание. Геотехническая экспертиза должна осуществляться специализированными организациями, имеющими соответствующую аккредитацию на право проведения негосударственной экспертизы.

 

4.17. При проектировании фундаментов и подземных сооружений из монолитного, сборного бетона или железобетона, каменной или кирпичной кладки следует руководствоваться СП 63.13330, СП 15.13330, СП 28.13330, СНиП 3.03.01, СНиП 3.04.01.

4.18. Применяемые при строительстве материалы, изделия и конструкции должны удовлетворять требованиям проекта, соответствующих стандартов и технических условий. Замена предусмотренных проектом материалов, изделий и конструкций допускается только по согласованию с проектной организацией и заказчиком.

4.19. При проектировании оснований должна быть предусмотрена срезка плодородного слоя почвы для последующего использования в целях восстановления (рекультивации) нарушенных или малопродуктивных сельскохозяйственных земель, озеленения района застройки и т.п.

4.20. На участках, где по данным инженерно-экологических изысканий имеются выделения газов (радона, метана и др.), должны быть предусмотрены мероприятия по изоляции соприкасающихся с грунтом конструкций или способствующие снижению концентрации газов в соответствии с требованиями СанПиН 2.1.7.1287.

 

5. Проектирование оснований

 

5.1. Общие указания

 

5.1.1. Проектирование оснований включает обоснованный расчетом выбор:

типа основания (естественное или искусственное);

типа, конструкции, материала и размеров фундаментов (мелкого или глубокого заложения; ленточные, столбчатые, плитные и др.; железобетонные, бетонные, из каменной или кирпичной кладки и др.);

мероприятий, указанных в подразделе 5.9, применяемых при необходимости снижения влияния деформаций оснований на эксплуатационную надежность сооружений;

мероприятий, применяемых для снижения деформаций окружающей застройки.

5.1.2. Основания должны рассчитываться по двум группам предельных состояний: первой - по несущей способности и второй - по деформациям.

К первой группе предельных состояний относятся состояния, приводящие сооружение и основание к полной непригодности к эксплуатации (потеря устойчивости формы и положения; хрупкое, вязкое или иного характера разрушение; резонансные колебания; чрезмерные деформации основания и т.п.).

Ко второй группе предельных состояний относятся состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию сооружения или снижающие его долговечность вследствие недопустимых перемещений (осадок, подъемов, прогибов, кренов, углов поворота, колебаний, трещин и т.п.).

Основания рассчитывают по деформациям во всех случаях, за исключением указанных в 5.6.52, а по несущей способности - в случаях, указанных в 5.1.3.

5.1.3. Расчет оснований по несущей способности должен производиться в случаях, если:

а) на основание передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций, углубление подвалов реконструируемых сооружений и т.п.), в том числе сейсмические;

б) сооружение расположено на откосе или вблизи откоса;

в) сооружение расположено вблизи котлована или подземной выработки;

г) основание сложено дисперсными грунтами, указанными в 5.7.5;

д) основание сложено скальными грунтами;

е) сооружение относится к I уровню ответственности (ГОСТ 27751);

ж) увеличивается нагрузка на основание при реконструкции сооружений.

Расчет оснований по несущей способности в случаях, перечисленных в подпунктах а, б и в 5.1.3, следует производить с учетом конструктивных мероприятий, предусмотренных для предотвращения смещения проектируемого фундамента.

Если проектом предусматривается возможность возведения сооружения непосредственно после устройства фундаментов до обратной засыпки грунтом пазух котлованов, следует производить проверку несущей способности основания, учитывая нагрузки, действующие в процессе строительства.

5.1.4. Сооружение и его основание должны рассматриваться в единстве, т.е. должно учитываться взаимодействие сооружения с основанием. Для совместного расчета сооружения и основания могут быть использованы аналитические, численные и другие методы (в том числе метод конечных элементов, метод конечных разностей, метод граничных элементов и др.).

5.1.5. Целью расчета оснований по предельным состояниям является выбор технического решения фундаментов, обеспечивающего невозможность достижения основанием предельных состояний, указанных в 5.1.2. При этом должны учитываться не только нагрузки от проектируемого сооружения, но также возможное неблагоприятное влияние внешней среды, приводящее к изменению физико-механических свойств грунтов (например, под влиянием поверхностных или подземных вод, климатических факторов, различного вида тепловых источников, техногенных воздействий и т.д.). К изменению влажности особенно чувствительны просадочные, набухающие и засоленные грунты, к изменению температурного режима - набухающие и пучинистые грунты.

5.1.6. Расчетная схема системы "сооружение - основание" или "фундамент - основание" должна выбираться с учетом наиболее существенных факторов, определяющих напряженное состояние и деформации основания и конструкций сооружения (конструктивной схемы сооружения, особенностей его возведения, геологического строения и свойств грунтов основания, возможности их изменения в процессе строительства и эксплуатации сооружения и т.д.). Рекомендуется учитывать пространственную работу конструкций, геометрическую и физическую нелинейность, анизотропию, пластические и реологические свойства материалов и грунтов, развитие областей пластических деформаций под фундаментом.

Допускается использовать вероятностные методы расчета, учитывающие статистическую неоднородность оснований, случайную природу нагрузок, воздействий и свойств материалов конструкций.

5.1.7. Результаты инженерно-геологических изысканий должны содержать сведения о:

местоположении территории предполагаемого строительства, ее рельефе, климатических и сейсмических условиях и ранее выполненных инженерных изысканиях;

инженерно-геологическом строении площадки строительства с описанием в стратиграфической последовательности напластований грунтов, формы залегания грунтовых образований, их размеров в плане и по глубине, возраста, происхождения и классификационных наименований грунтов и с указанием выделенных инженерно-геологических элементов (ГОСТ 25100);

гидрогеологических условиях площадки с указанием наличия, толщины и расположения водоносных горизонтов и режима подземных вод, отметок появившихся и установившихся уровней подземных вод, амплитуды их сезонных и многолетних колебаний, расходов воды, сведений о фильтрационных характеристиках грунтов, а также сведений о химическом составе подземных вод и их агрессивности по отношению к материалам подземных конструкций;

наличии специфических грунтов (см. раздел 6);

наблюдаемых неблагоприятных геологических и инженерно-геологических процессах (карст, оползни, подтопление, суффозия, горные подработки, температурные аномалии и др.);

физико-механических характеристиках грунтов;

возможном изменении гидрогеологических условий и физико-механических свойств грунтов в процессе строительства и эксплуатации сооружения.

5.1.8. В состав физико-механических характеристик грунтов входят:

плотность грунта и его частиц и влажность (ГОСТ 5180 и ГОСТ 30416);

коэффициент пористости;

гранулометрический состав для крупнообломочных грунтов и песков (ГОСТ 12536);

влажность на границах пластичности и текучести, число пластичности и показатель текучести для глинистых грунтов (ГОСТ 5180);

угол внутреннего трения, удельное сцепление, модуль деформации и коэффициент поперечной деформации грунтов (ГОСТ 12248, ГОСТ 20276, ГОСТ 30416 и ГОСТ 30672);

временное сопротивление при одноосном сжатии, показатели размягчаемости и растворимости для скальных грунтов (ГОСТ 12248).

Для специфических грунтов, особенности проектирования оснований которых изложены в разделе 6, и при проектировании оснований подземных частей сооружений (см. раздел 9) и оснований высотных сооружений (см. раздел 10) дополнительно должны быть определены характеристики, указанные в этих разделах. По специальному заданию дополнительно могут быть определены и другие характеристики грунтов, необходимые для расчетов.

В отчете об инженерно-геологических изысканиях необходимо указывать применяемые методы лабораторных и полевых определений характеристик грунтов и методы обработки результатов исследований.

5.1.9. К отчету об инженерно-геологических изысканиях прилагают: колонки грунтовых выработок и инженерно-геологические разрезы с указанием на них мест отбора проб грунтов и пунктов полевых испытаний, а также уровней подземных вод; таблицы и ведомости показателей физико-механических характеристик грунтов, их нормативных и расчетных значений; графики полевых и лабораторных испытаний грунтов; ведомости химических анализов подземных вод и их агрессивности к бетону и металлам.

 

5.2. Нагрузки и воздействия,

учитываемые в расчетах оснований

 

5.2.1. Нагрузки и воздействия на основания, передаваемые фундаментами сооружений, должны устанавливаться расчетом, как правило, исходя из рассмотрения совместной работы сооружения и основания.

Учитываемые при этом нагрузки и воздействия на основание, сооружение или отдельные конструктивные элементы, коэффициенты надежности по нагрузке, а также возможные сочетания нагрузок должны приниматься согласно требованиям СП 20.13330, за исключением оговоренных в настоящем СП.

Нагрузки на основание допускается определять без учета их перераспределения надфундаментной конструкцией при расчете:

а) оснований сооружений III уровня ответственности;

б) общей устойчивости массива грунта основания совместно с сооружением;

в) средних значений осадок основания фундаментов;

г) деформаций основания при привязке типового проекта к местным грунтовым условиям.

5.2.2. Все расчеты оснований должны производиться на расчетные значения нагрузок, которые определяют как произведение нормативных нагрузок на коэффициент надежности по нагрузке , устанавливаемый в зависимости от группы предельного состояния.

Коэффициент надежности по нагрузке  принимают при расчете оснований:

по первой группе предельных состояний (по несущей способности) - по СП 20.13330, за исключением оговоренных в настоящем СП;

по второй группе предельных состояний (по деформациям) - равным единице.

5.2.3. Расчет оснований по деформациям должен производиться на основное сочетание нагрузок; по несущей способности - на основное сочетание, а при наличии особых нагрузок и воздействий - на основное и особое сочетания.

При этом нагрузки на перекрытия и снеговые нагрузки, которые согласно СП 20.13330 могут относиться как к длительным, так и к кратковременным, при расчете оснований по несущей способности считают кратковременными, а при расчете по деформациям - длительными. Нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования в обоих случаях считают кратковременными.

5.2.4. В расчетах оснований необходимо учитывать нагрузки от складируемого материала и оборудования, размещаемых вблизи фундаментов.

5.2.5. Усилия в конструкциях, вызываемые климатическими температурными воздействиями, при расчете оснований по деформациям допускается не учитывать, если расстояние между температурно-осадочными швами не превышает значений, указанных в строительных нормах и правилах по проектированию соответствующих конструкций.

5.2.6. Нагрузки, воздействия, их сочетания и коэффициенты надежности по нагрузке при расчете опор мостов и труб под насыпями должны приниматься в соответствии с требованиями СП 35.13330.

 

5.3. Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов

 

5.3.1. Основными параметрами механических свойств грунтов, определяющими несущую способность оснований и их деформации, являются прочностные и деформационные характеристики грунтов (угол внутреннего трения , удельное сцепление c, предел прочности на одноосное сжатие скальных грунтов , модуль деформации E и коэффициент поперечной деформации  грунтов). Допускается применять другие параметры, характеризующие взаимодействие фундаментов с грунтом основания и установленные опытным путем (удельные силы пучения при промерзании, коэффициенты жесткости основания и пр.).

Примечание. Далее, за исключением специально оговоренных случаев, под термином "характеристики грунтов" понимают не только механические, но и физические характеристики грунтов, а также упомянутые в настоящем пункте параметры.

 

5.3.2. Характеристики грунтов природного сложения, а также искусственного происхождения должны определяться для сооружений I и II уровней ответственности на основе их непосредственных испытаний в полевых и лабораторных условиях с учетом возможного изменения влажности грунтов в процессе строительства и эксплуатации сооружений, так как для не полностью водонасыщенных  глинистых грунтов и пылеватых песков, а также специфических грунтов возможно снижение их прочностных и деформационных характеристик вследствие повышения влажности. Для определения прочностных характеристик  и c грунтов, для которых прогнозируется повышение влажности, образцы грунтов предварительно насыщают водой до значений влажности, соответствующих прогнозу. При определении модуля деформации в полевых условиях допускается проводить испытания грунта при природной влажности с последующей корректировкой полученного значения модуля деформации на основе компрессионных испытаний. В отчетных материалах следует приводить совместный анализ результатов выполненных полевых и лабораторных исследований.

5.3.3. Наиболее достоверными методами определения деформационных характеристик дисперсных грунтов являются полевые испытания статическими нагрузками в шурфах, дудках или котлованах с помощью плоских горизонтальных штампов площадью 2500 - 5000 см2, а также в скважинах или в массиве с помощью плоского штампа или винтовой лопасти-штампа площадью 600 см2 (ГОСТ 20276).

5.3.4. Модули деформации E песчаных и глинистых грунтов, не обладающих выраженной анизотропией их свойств в горизонтальном и вертикальном направлениях, могут быть определены по испытаниям прессиометрами в скважинах или массиве (ГОСТ 20276).

5.3.5. Модули деформации E песков и глинистых грунтов могут быть определены методом статического зондирования, а песков (кроме пылеватых водонасыщенных) - методом динамического зондирования (ГОСТ 19912), используя таблицы, приведенные в СП 11-105 (ч. I) [3], или региональные таблицы, приведенные в территориальных строительных нормах.

Для сооружений I и II уровней ответственности значения модуля деформации E по данным зондирования должны уточняться на основе их сопоставления с результатами параллельно проводимых испытаний того же грунта штампами, прессиометрами (см. 5.3.3, 5.3.4), а также в приборах трехосного сжатия (ГОСТ 12248). Для зданий и сооружений III уровня ответственности допускается определять значения E только по результатам зондирования, используя таблицы, приведенные в СП 11-105 (ч. I) [3], а при наличии статистически обоснованных региональных данных, приведенных в территориальных строительных нормах, и для сооружений II уровня ответственности.

5.3.6. В лабораторных условиях модули деформации глинистых грунтов могут быть определены в компрессионных приборах и приборах трехосного сжатия (ГОСТ 12248).

Для сооружений I и II уровней ответственности значения E по лабораторным данным должны уточняться на основе их сопоставления с результатами параллельно проводимых испытаний того же грунта штампами, прессиометрами (см. 5.3.3, 5.3.4), а также в приборах трехосного сжатия. Для сооружений III уровня ответственности допускается определять значения E только по результатам компрессионных испытаний, корректируя их с помощью повышающих коэффициентов , приведенных в таблице 5.1. Эти коэффициенты распространяются на четвертичные глинистые грунты с показателем текучести , при этом значения модуля деформации по компрессионным испытаниям следует вычислять в интервале давлений 0,1 - 0,2 МПа, а значение коэффициента , учитывающего отсутствие поперечных деформаций грунтов, принимать в соответствии с рекомендациями ГОСТ 12248.

Примечание. При наличии статистически обоснованных региональных данных, приведенных в территориальных строительных нормах, значения  могут применяться для сооружений II уровня ответственности.

 

Таблица 5.1

 

┌──────────┬──────────────────────────────────────────────────────────────┐

│Вид грунта│Значения коэффициента m  при коэффициенте пористости e, равном│

                                 k                                     

          ├────────────┬─────────┬─────────┬─────────┬──────────┬────────┤

          │0,45 - 0,55 │  0,65     0,75     0,85      0,95     1,05 

├──────────┼────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼──────────┼────────┤

│Супеси         4         3,5       3        2        -        -   

│Суглинки       5         4,5       4        3       2,5       2   

│Глины          -          6        6       5,5       5       4,5  

├──────────┴────────────┴─────────┴─────────┴─────────┴──────────┴────────┤

    Примечание. Для  промежуточных  значений  e коэффициент m  определяют│

                                                             k          

│интерполяцией.                                                          

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

5.3.7. Вертикальные нагрузки при испытании грунтов штампами, прессиометрами и в компрессионных приборах необходимо назначать с учетом давления, передаваемого на основание сооружением, и глубины отбора образцов грунта для лабораторных испытаний.

При строительстве зданий и сооружений I уровня ответственности при проведении испытаний необходимо предусматривать разгрузку и повторное нагружение грунта и вычислять модуль деформации по первичной E и вторичной  ветвям нагружения.

5.3.8. Прочностные характеристики дисперсных грунтов  и c могут быть получены путем испытаний грунтов лабораторными методами на срез или трехосное сжатие (ГОСТ 12248).

В полевых условиях значения  и c могут быть получены испытаниями на срез целиков грунта в шурфах или котлованах (ГОСТ 20276).

5.3.9. Для учета возможности возникновения нестабилизированного состояния медленно уплотняющихся водонасыщенных глинистых, органоминеральных и органических грунтов необходимо определять недренированную прочность основания  по результатам неконсолидированно-недренированных трехосных испытаний (ГОСТ 12248).

В полевых условиях  может быть определено методом вращательного среза (крыльчатка) в скважинах или в массиве (ГОСТ 20276).

5.3.10. Значения  и c песков и глинистых грунтов для сооружений II и III уровней ответственности могут быть определены полевыми методами поступательного и кольцевого среза в скважинах (ГОСТ 20276). При этом для сооружений II уровня ответственности полученные значения  и c должны уточняться на основе их сопоставления с результатами параллельно проводимых испытаний того же грунта методами, указанными в 5.3.8.

Примечание. При наличии статистически обоснованных региональных данных, приведенных в территориальных строительных нормах, значения  и c могут назначаться по данным зондирования для сооружений II уровня ответственности.

 

5.3.11. Значения  и c песков и глинистых грунтов могут быть определены методом статического зондирования, а песков (кроме пылеватых водонасыщенных) - методом динамического зондирования (ГОСТ 19912), используя таблицы, указанные в 5.3.5.

Для сооружений I и II уровней ответственности полученные зондированием значения  и c должны уточняться на основе их сопоставления с результатами параллельно проводимых испытаний того же грунта методами, указанными в 5.3.8.

5.3.12. Указанные в 5.3.5 - 5.3.6 методы определения модуля деформации и в 5.3.10 - 5.3.11 методы определения прочностных характеристик допускается при соответствующем обосновании применять без параллельного проведения испытаний методами, указанными в 5.3.3 - 5.3.4 и 5.3.8, для сооружений II уровня ответственности, приведенных в таблице 5.11.

5.3.13. Предел прочности на одноосное сжатие скальных грунтов определяют в соответствии с ГОСТ 12248.

5.3.14. Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов устанавливают на основе статистической обработки результатов испытаний по методике, изложенной в ГОСТ 20522.

5.3.15. Все расчеты оснований должны выполняться с использованием расчетных значений характеристик грунтов X, определяемых по формуле

 

, (5.1)

 

где  - нормативное значение данной характеристики;

 - коэффициент надежности по грунту.

Коэффициент надежности по грунту при вычислении расчетных значений прочностных характеристик , c и  дисперсных грунтов и  скальных грунтов, а также плотности грунта  устанавливают в зависимости от изменчивости этих характеристик, числа определений и значения доверительной вероятности  (ГОСТ 20522).

Для прочих характеристик грунта допускается принимать  равным 1.

Примечание. Расчетное значение удельного веса грунта  определяют умножением расчетного значения плотности грунта  на ускорение свободного падения g.

 

5.3.16. Доверительную вероятность расчетных значений характеристик грунтов  принимают равной при расчетах оснований по первой группе предельных состояний 0,95, по второй группе - 0,85.

При соответствующем обосновании для сооружений I уровня ответственности допускается принимать большую доверительную вероятность расчетных значений характеристик грунтов, чем указано выше.

Примечания. 1. Расчетные значения характеристик грунтов, соответствующие различным значениям доверительной вероятности (для расчетов по первой и второй группам предельных состояний), должны приводиться в отчетах по инженерно-геологическим изысканиям.

2. Расчетные значения характеристик грунтов , c,  и  для расчетов по несущей способности обозначают , ,  и , а по деформациям - , ,  и .

 

5.3.17. Число определений характеристик грунтов, необходимое для вычисления их нормативных и расчетных значений, должно устанавливаться в зависимости от степени неоднородности грунтов основания, требуемой точности вычисления характеристики и уровня ответственности сооружения и указываться в программе исследований. Следует учитывать, что увеличение числа определений характеристик грунтов приводит к повышению их расчетных значений и, следовательно, к более экономичным проектным решениям.

Число одноименных частных определений для каждого выделенного на площадке инженерно-геологического или расчетного грунтового элемента (ГОСТ 20522) должно быть не менее десяти для физических характеристик и не менее шести - для механических характеристик. При определении модуля деформации по результатам испытаний грунтов в полевых условиях штампом допускается ограничиваться результатами трех испытаний (или двух, если они отклоняются от среднего не более чем на 25%).

5.3.18. Для предварительных расчетов оснований сооружений I и II уровней ответственности, а также для окончательных расчетов оснований сооружений III уровня ответственности и опор воздушных линий электропередачи независимо от их уровня ответственности допускается определять нормативные и расчетные значения прочностных и деформационных характеристик грунтов по таблицам Приложения Б в зависимости от их физических характеристик. При соответствующем обосновании допускается использовать данные таблиц Приложения Б для окончательных расчетов сооружений II уровня ответственности, приведенных в таблице 5.11.

Примечания. 1. Нормативные значения угла внутреннего трения , удельного сцепления  и модуля деформации E допускается принимать по таблицам Приложения Б. Расчетные значения характеристик в этом случае принимают при следующих значениях коэффициента надежности по грунту:

    в расчетах оснований по деформациям .................... ;

    в расчетах оснований по несущей способности:

      для удельного сцепления .............................. ;

      для угла внутреннего трения песчаных грунтов ......... ;

      то же, глинистых грунтов ............................. .

2. Для отдельных районов допускается вместо таблиц Приложения Б пользоваться региональными таблицами характеристик грунтов, специфических для этих районов, приведенными в территориальных строительных нормах.

 

5.4. Подземные воды

 

5.4.1. При проектировании оснований, фундаментов и подземных сооружений в условиях нового строительства или реконструкции необходимо учитывать гидрогеологические условия площадки и возможность их изменения в процессе строительства и эксплуатации сооружения, а именно:

естественные сезонные и многолетние колебания уровней подземных вод;

техногенные изменения уровней подземных вод и возможность образования "верховодки";

высоту зоны капиллярного подъема над уровнем подземных вод в пылеватых песках и глинистых грунтах;

степень агрессивности подземных вод по отношению к материалам подземных конструкций и коррозионную агрессивность грунтов по результатам инженерно-геологических изысканий с учетом технологических особенностей производства.

5.4.2. Для оценки степени воздействия сооружения на режим подземных вод застраиваемой и прилегающей к ней территорий необходимо выполнить прогноз изменения гидрогеологических условий для стадии строительства и эксплуатации.

5.4.3. Прогноз изменения гидрогеологических условий должен выполняться для сооружений I и II уровней ответственности с учетом изменений факторов, оказывающих влияние на формирование многолетнего режима подземных вод, методами математического моделирования, аналитическими и др. Для выполнения указанных исследований необходимо привлекать специализированные организации.

5.4.4. При выполнении прогноза изменений гидрогеологических условий должны быть выявлены режимообразующие факторы, которые следует подразделять на региональные и локальные.

Региональные факторы включают: подпор подземных вод от рек, каналов и других водоемов, от утечек предприятий, полей фильтрации станций аэрации; образование воронок депрессии как следствие работы водозаборов подземных вод, дренажей, систем осушения сооружений метрополитена, карьеров и пр.

Локальные факторы включают: подпор подземных вод от барражного эффекта, созданного подземными сооружениями (в том числе свайными полями), от инфильтрации за счет утечек из водонесущих коммуникаций окружающей застройки; образование депрессионных воронок от действия различных видов дренажей при строительстве и эксплуатации сооружений.

5.4.5. Для получения достоверных прогнозных оценок изменений гидрогеологических условий при проектировании сооружений I и II уровней ответственности следует использовать результаты режимных наблюдений за подземными водами (на застраиваемой и прилегающей территориях), а также выполнить комплекс опытно-фильтрационных работ по определению фильтрационных параметров водоносных горизонтов, влияющих на изменения гидрогеологической обстановки в районе нового строительства.

5.4.6. Оценку возможных естественных сезонных и многолетних колебаний уровня подземных вод производят на основе данных многолетних режимных наблюдений по государственной стационарной сети с использованием результатов краткосрочных наблюдений, в том числе разовых замеров уровня подземных вод, выполняемых при инженерных изысканиях на площадке строительства.

5.4.7. Для разработки проектов сооружений и производства земляных работ необходимы данные о среднем многолетнем положении уровня подземных вод и их максимальном и минимальном уровнях за период наблюдений, а также о продолжительности стояния паводковых (весенних и летне-осенних) уровней подземных вод.

5.4.8. По характеру подтопления следует выделять естественно или техногенно подтопленные территории (с глубинами залегания уровня подземных вод менее 3 м) и неподтопленные.

Основными факторами подтопления являются: при строительстве - изменение условий поверхностного стока при вертикальной планировке территории, длительный разрыв между выполнением земляных и строительных работ; при эксплуатации - инфильтрация утечек, уменьшение испарения под зданиями и покрытиями и т.д.

5.4.9. По характеру техногенного воздействия неподтопленные застраиваемые территории подразделяют на: неподтопляемые, потенциально подтопляемые и осушаемые.

Неподтопляемые территории - территории, на которых вследствие благоприятных природных условий (наличие проницаемых грунтов большой толщины, глубокое положение уровня подземных вод, дренированность территории) и благоприятных техногенных условий (отсутствие или незначительные утечки из коммуникаций, незначительный барражный эффект) не происходит заметного увеличения влажности грунтов основания и повышения уровня подземных вод.

Потенциально подтопляемые территории - территории, на которых вследствие неблагоприятных природных и техногенных условий в результате их строительного освоения или в период эксплуатации возможно повышение уровня подземных вод, вызывающее нарушение условий нормальной эксплуатации сооружений, что требует проведения защитных мероприятий и устройства дренажей.

Осушаемые территории - территории, на которых происходит понижение уровня подземных вод в результате действия водоотлива в период строительства и действия дренажей в период эксплуатации сооружения, что вызывает оседание земной поверхности и может явиться причиной деформаций сооружений.

5.4.10. Оценка потенциальной подтопляемости территории выполняется на основе прогноза изменения гидрогеологических условий с учетом инженерно-геологических условий площадки строительства и прилегающих территорий, конструктивных и технологических особенностей проектируемых (реконструируемых) сооружений и окружающей застройки.

5.4.11. Для сооружений I и II уровней ответственности следует выполнить количественный прогноз изменения уровня подземных вод с учетом техногенных факторов на основе специальных комплексных исследований, включающих не менее годового цикла стационарных наблюдений за режимом подземных вод. Для выполнения указанных исследований необходимо привлекать специализированные организации.

5.4.12. При подъеме уровня подземных вод следует учитывать возможность развития дополнительных осадок основания вследствие ухудшения деформационных и прочностных характеристик грунтов при их водонасыщении и изменения напряженного состояния сжимаемой толщи в результате гидростатического и гидродинамического взвешивания.

5.4.13. Техногенное изменение уровня подземных вод на застраиваемой территории зависит от функционального назначения территории: промышленные зоны, селитебные зоны с плотной, смешанной и низкоплотной застройкой, территории, занятые парками и лесами, и т.п. и характеризуется величиной инфильтрационного питания грунтовой толщи W, мм/год, которая определяется по формуле

 

, (5.2)

 

где m - степень закрытости территории непроницаемыми покрытиями (асфальт, крыши и т.д.);

 - инфильтрационное питание, обусловленное естественным фоном инфильтрации, мм/год;

 - инфильтрационное питание, обусловленное техногенными факторами, мм/год.

Инфильтрационное питание  зависит от предполагаемого водопотребления на застраиваемой территории.

Потери водопотребления, участвующие в формировании питания подземных вод, на территории селитебных районов составляют в среднем 3,6% суммарного водопотребления. Для промышленных зон эти потери зависят от характера водопотребления производства и продолжительности его эксплуатации и составляют от 4 до 6% расхода воды.

5.4.14. Для сооружений I и II уровней ответственности количественный прогноз изменений гидрогеологических условий территории производится для:

расчета водопритоков в котлован;

оценки устойчивости основания и откосов котлована, а также возможности проявления суффозионных процессов;

обоснования необходимости устройства противофильтрационной завесы и ее глубины;

оценки влияния дренажа на прилегающие территории с определением размеров депрессионной воронки;

оценки барражного эффекта;

расчета давления подземных вод на заглубленную часть сооружения;

расчета оседания земной поверхности;

расчета водопритоков к дренажу и определения зоны его влияния;

оценки высоты зоны капиллярного подъема.

5.4.15. Если при прогнозируемом уровне подземных вод возможно ухудшение физико-механических свойств грунтов основания, развитие неблагоприятных геологических и инженерно-геологических процессов, нарушение условий нормальной эксплуатации подземных частей сооружений и т.п., то в проекте должны предусматриваться соответствующие защитные мероприятия, в частности:

гидроизоляция подземных конструкций;

мероприятия, ограничивающие подъем уровня подземных вод, снижающие или исключающие утечки из водонесущих коммуникаций и т.п. (дренаж, противофильтрационные завесы, устройство специальных защитных каналов для коммуникаций и т.д.);

мероприятия, препятствующие механической или химической суффозии грунтов (устройство ограждения котлована, закрепление грунтов);

устройство стационарной сети наблюдательных скважин для контроля над развитием процесса подтопления, своевременное устранение утечек из водонесущих коммуникаций и т.д.

Выбор одного из указанных мероприятий или их комплекса должен производиться на основе технико-экономического анализа с учетом прогнозируемого уровня подземных вод, конструктивных и технологических особенностей проектируемого сооружения, его уровня ответственности и расчетного срока эксплуатации, стоимости и надежности водозащитных мероприятий и т.п.

В необходимых случаях на стадии строительства и эксплуатации сооружения следует осуществлять мониторинг изменения гидрогеологических условий для контроля над возможным процессом подтопления или осушения, своевременным предотвращением утечек из водонесущих коммуникаций, прекращением или уменьшением объема откачек и т.д.

5.4.16. Если подземные воды или промышленные стоки агрессивны по отношению к материалам заглубленных конструкций или могут повысить коррозийную агрессивность грунтов, следует предусматривать антикоррозионные мероприятия в соответствии с требованиями СП 28.13330.

 

5.5. Глубина заложения фундаментов

 

5.5.1. Глубина заложения фундаментов должна приниматься с учетом:

назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения, нагрузок и воздействий на его фундаменты;

глубины заложения фундаментов примыкающих сооружений, а также глубины прокладки инженерных коммуникаций;

существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории;

инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-механических свойств грунтов, характера напластований, наличия слоев, склонных к скольжению, карманов выветривания, карстовых полостей и пр.);

гидрогеологических условий площадки и возможных их изменений в процессе строительства и эксплуатации сооружения;

возможного размыва грунта у опор сооружений, возводимых в руслах рек (мостов, переходов трубопроводов и т.п.);

глубины сезонного промерзания грунтов.

Выбор оптимальной глубины заложения фундаментов в зависимости от указанных условий рекомендуется выполнять на основе технико-экономического сравнения различных вариантов.

5.5.2. Нормативную глубину сезонного промерзания грунта , м, принимают равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.

При использовании результатов наблюдений за фактической глубиной промерзания следует учитывать, что она должна определяться по температуре, характеризующей согласно ГОСТ 25100 переход пластичномерзлого грунта в твердомерзлый грунт.

5.5.3. Нормативную глубину сезонного промерзания грунта , м, при отсутствии данных многолетних наблюдений следует определять на основе теплотехнических расчетов. Для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нормативное значение допускается определять по формуле

 

, (5.3)

 

где  - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за год в данном районе, принимаемых по СНиП 23-01, а при отсутствии в нем данных для конкретного пункта или района строительства - по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях с районом строительства;

 - величина, принимаемая равной для суглинков и глин 0,23 м; супесей, песков мелких и пылеватых - 0,28 м; песков гравелистых, крупных и средней крупности - 0,30 м; крупнообломочных грунтов - 0,34 м.

Значение  для грунтов неоднородного сложения определяют как средневзвешенное в пределах глубины промерзания.

Нормативная глубина промерзания грунта в районах, где , а также в горных районах (где резко изменяются рельеф местности, инженерно-геологические и климатические условия), должна определяться теплотехническим расчетом в соответствии с требованиями СП 25.13330.

5.5.4. Расчетную глубину сезонного промерзания грунта , м, определяют по формуле

 

, (5.4)

 

где  - нормативная глубина промерзания, м, определяемая по 5.5.2 - 5.5.3;

 - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений - по таблице 5.2; для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений , кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой.

Примечания. 1. В районах с отрицательной среднегодовой температурой расчетная глубина промерзания грунта для неотапливаемых сооружений должна определяться теплотехническим расчетом в соответствии с требованиями СП 25.13330. Расчетная глубина промерзания должна определяться теплотехническим расчетом и в случае применения постоянной теплозащиты основания, а также если тепловой режим проектируемого сооружения может существенно влиять на температуру грунтов (холодильники, котельные и т.п.).

2. Для зданий с нерегулярным отоплением при определении  за расчетную температуру воздуха принимают ее среднесуточное значение с учетом длительности отапливаемого и неотапливаемого периодов в течение суток.

 

Таблица 5.2

 

┌──────────────────────────┬──────────────────────────────────────────────┐

  Особенности сооружения  │ Коэффициент k  при расчетной среднесуточной 

                                        h                              

                          │температуре воздуха в помещении, примыкающем 

                                    к наружным фундаментам, °C         

                          ├────────┬───────┬───────┬────────┬────────────┤

                             0       5     10      15   │ 20 и более │

├──────────────────────────┼────────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│Без подвала с полами,                                              

│устраиваемыми:                                                     

│ по грунту                  0,9     0,8    0,7    0,6       0,5    

│ на лагах по грунту         1,0     0,9    0,8    0,7       0,6    

│ по утепленному цокольному│  1,0     1,0    0,9    0,8       0,7    

│перекрытию                                                         

│С подвалом или техническим│  0,8     0,7    0,6    0,5       0,4    

│подпольем                                                          

├──────────────────────────┴────────┴───────┴───────┴────────┴────────────┤

    Примечания. 1. Приведенные  в  таблице   значения   коэффициента   k │

                                                                        h│

│относятся к фундаментам, у которых расстояние от внешней грани  стены  до│

│края фундамента a   ; 0,5 м; если a   ;= 1,5 м,  значения  коэффициента  k │

                 f                f                                     h│

│повышают на 0,1, но не более чем до  значения k  = 1;  при  промежуточном│

                                               h                        

│значении a  значения коэффициента k  определяют интерполяцией.          

          f                        h                                    

    2.  К  помещениям,  примыкающим  к  наружным  фундаментам,  относятся│

│подвалы и технические подполья, а при их отсутствии -  помещения  первого│

│этажа.                                                                  

    3. При промежуточных значениях  температуры  воздуха  коэффициент  k │

                                                                        h│

│принимают с округлением до ближайшего  меньшего  значения,  указанного  в│

│таблице.                                                                

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

5.5.5. Глубина заложения фундаментов отапливаемых сооружений по условиям недопущения морозного пучения грунтов основания должна назначаться:

для наружных фундаментов (от уровня планировки) по таблице 5.3;

для внутренних фундаментов - независимо от расчетной глубины промерзания грунтов.

 

Таблица 5.3

 

┌──────────────────────────────────┬──────────────────────────────────────┐

  Грунты под подошвой фундамента      Глубина заложения фундаментов     

                                  │в зависимости от глубины расположения │

                                     уровня подземных вод d , м, при   

                                                           w           

                                  ├───────────────────┬──────────────────┤

                                     d   ;= d  + 2       d   ; d  + 2   

                                      w     f            w    f       

├──────────────────────────────────┼───────────────────┼──────────────────┤

│Скальные, крупнообломочные        │ Не зависит от d   │Не зависит от d  

│с песчаным заполнителем, пески                    f                 f 

│гравелистые, крупные и средней                                        

│крупности                                                             

│Пески мелкие и пылеватые             Не менее d            То же      

                                               f                      

│Супеси с показателем текучести           То же               "        

│I   ; 0                                                                

│ L                                                                    

│То же, при I   ;= 0                         "            Не менее d    

            L                                                     f   

│Суглинки, глины, а также                   "               То же      

│крупнообломочные грунты                                               

│с глинистым заполнителем                                              

│при показателе текучести грунта                                       

│или заполнителя I   ;= 0,25                                            

                 L                                                    

│То же, при I   ; 0,25                       "         │ Не менее 0,5d   

            L                                                      f  

├──────────────────────────────────┴───────────────────┴──────────────────┤

    Примечания. 1.   В   случаях  когда  глубина  заложения   фундаментов│

│не зависит от расчетной глубины промерзания d ,  соответствующие  грунты,│

                                             f                          

│указанные в настоящей  таблице,  должны  залегать  до  глубины  не  менее│

│нормативной глубины промерзания d  .                                    

                                 fn                                     

    2.  Положение  уровня  подземных  вод  должно  приниматься  с  учетом│

│положений подраздела 5.4.                                               

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

Глубину заложения наружных фундаментов допускается назначать независимо от расчетной глубины промерзания, если:

специальными исследованиями на данной площадке установлено, что они не имеют пучинистых свойств;

специальными исследованиями и расчетами установлено, что деформации грунтов основания при их промерзании и оттаивании не нарушают эксплуатационную надежность сооружения;

предусмотрены специальные теплотехнические мероприятия, исключающие промерзание грунтов.

5.5.6. Глубину заложения наружных и внутренних фундаментов отапливаемых сооружений с холодными подвалами и техническими подпольями (имеющими отрицательную температуру в зимний период) следует принимать по таблице 5.3, считая от пола подвала или технического подполья.

При наличии в холодном подвале (техническом подполье) отапливаемого сооружения отрицательной среднезимней температуры глубину заложения внутренних фундаментов принимают по таблице 5.3 в зависимости от расчетной глубины промерзания грунта, определяемой по формуле 5.4 при коэффициенте . При этом нормативную глубину промерзания, считая от пола подвала, определяют расчетом по 5.5.3 с учетом среднезимней температуры воздуха в подвале.

Глубину заложения наружных фундаментов отапливаемых сооружений с холодным подвалом (техническим подпольем) принимают наибольшей из значений глубины заложения внутренних фундаментов и расчетной глубины промерзания грунта с коэффициентом , считая от уровня планировки.

5.5.7. Глубина заложения наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений должна назначаться по таблице 5.3, при этом глубина исчисляется: при отсутствии подвала или технического подполья - от уровня планировки, а при их наличии - от пола подвала или технического подполья.

5.5.8. В проекте оснований и фундаментов должны предусматриваться мероприятия, не допускающие увлажнения грунтов основания, а также промораживания их в период строительства.

5.5.9. При проектировании сооружений уровень подземных вод должен приниматься с учетом его прогнозирования на период эксплуатации сооружения по подразделу 5.4 и влияния на него водопонижающих мероприятий, если они предусмотрены проектом (см. раздел 11).

5.5.10. Фундаменты сооружения или его отсека должны закладываться на одном уровне. При необходимости заложения соседних фундаментов на разных отметках их допустимую разность , м, определяют исходя из условия

 

, (5.5)

 

где  - расстояние между фундаментами в свету, м;

,  - расчетные значения угла внутреннего трения, град, и удельного сцепления, кПа;

p - среднее давление под подошвой вышерасположенного фундамента от расчетных нагрузок (для расчета основания по несущей способности), кПа.

 

5.6. Расчет оснований по деформациям

 

5.6.1. Целью расчета оснований по деформациям является ограничение абсолютных или относительных перемещений такими пределами, при которых гарантируется нормальная эксплуатация сооружения и не снижается его долговечность (вследствие появления недопустимых общих и неравномерных осадок, подъемов, кренов, изменений проектных уровней и положений конструкций, расстройств их соединений и т.п.). При этом имеется в виду, что прочность и трещиностойкость фундаментов и надфундаментных конструкций проверены расчетом, учитывающим усилия, которые возникают при взаимодействии сооружения с основанием.

Примечание. При проектировании сооружений, расположенных вблизи окружающей застройки, необходимо учитывать дополнительные деформации оснований сооружений окружающей застройки от воздействия проектируемых или реконструируемых сооружений (см. раздел 9).

 

5.6.2. Деформации и перемещения основания (далее - деформации основания) подразделяются на: осадки, просадки, подъемы и осадки, оседания, горизонтальные перемещения и провалы.

Деформации основания в зависимости от причин возникновения разделены на два вида:

первый - деформации от внешней нагрузки на основание;

второй - деформации, не связанные с внешней нагрузкой на основание и проявляющиеся в виде вертикальных и горизонтальных перемещений поверхности основания.

5.6.3. Расчет оснований по деформациям должен производиться исходя из условия совместной работы сооружения и основания.

Деформации основания фундаментов допускается определять без учета совместной работы сооружения и основания в случаях, оговоренных в 5.2.1.

5.6.4. Совместная деформация основания и сооружения может характеризоваться:

осадкой (подъемом) основания фундамента s;

средней осадкой основания фундамента ;

относительной разностью осадок (подъемов) основания двух фундаментов  (L - расстояние между фундаментами);

креном фундамента (сооружения) i;

относительным прогибом или выгибом f/L (L - длина однозначно изгибаемого участка сооружения);

кривизной изгибаемого участка сооружения;

относительным углом закручивания сооружения;

горизонтальным перемещением фундамента (сооружения) .

5.6.5. Расчет оснований по деформациям производят исходя из условия

 

, (5.6)

 

где s - осадка основания фундамента (совместная деформация основания и сооружения);

 - предельное значение осадки основания фундамента (совместной деформации основания и сооружения), устанавливаемое в соответствии с указаниями 5.6.46 - 5.6.50.

Примечания. 1. Для определения совместной деформации основания и сооружения s могут использоваться методы, указанные в 5.1.4.

2. При расчете оснований по деформациям условие формулы (5.6) должно выполняться в том числе для параметров, указанных в 5.6.4.

3. В необходимых случаях для оценки напряженно-деформированного состояния конструкций сооружений с учетом длительных процессов и прогноза времени консолидации основания следует производить расчет осадок во времени с учетом первичной и вторичной консолидации.

4. Осадки основания фундаментов, происходящие в процессе строительства (например, осадки от веса насыпей до устройства фундаментов, осадки до омоноличивания стыков строительных конструкций), допускается не учитывать, если они не влияют на эксплуатационную надежность сооружений.

5. При расчете оснований по деформациям необходимо учитывать возможность изменения как расчетных, так и предельных значений деформаций основания за счет применения мероприятий, указанных в подразделе 5.9.

 

5.6.6. Расчетная схема основания, используемая для определения совместной деформации основания и сооружения, должна выбираться в соответствии с указаниями 5.1.6.

Расчет деформаций основания фундамента при среднем давлении под подошвой фундамента p, не превышающем расчетное сопротивление грунта R (см. 5.6.7), следует выполнять, применяя расчетную схему в виде линейно деформируемого полупространства (см. 5.6.31) с условным ограничением глубины сжимаемой толщи  (см. 5.6.41).

Для предварительных расчетов деформаций основания фундаментов сооружений II и III уровней ответственности при среднем давлении под подошвой фундамента p, не превышающем расчетное сопротивление грунта R (см. 5.6.7), допускается применять расчетную схему в виде линейно деформируемого слоя (см. Приложение Г), при соблюдении следующих условий:

ширина (диаметр) фундамента b  ;= 10 м;

среднее давление под подошвой фундамента p изменяется в пределах от 150 до 500 кПа;

глубина заложения фундамента от уровня планировки d  ;= 5 м;

в основании фундамента залегают грунты с модулем деформации E  ;= 10 МПа.

Примечание. Деформации основания рекомендуется определять с учетом изменения свойств грунтов в результате природных и техногенных воздействий на грунты в открытом котловане.

 

Определение расчетного сопротивления грунта основания

 

5.6.7. При расчете деформаций основания фундаментов с использованием расчетных схем, указанных в 5.6.6, среднее давление под подошвой фундамента p не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, определяемого по формуле

 

, (5.7)

 

где  и  - коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 5.4;

k - коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта ( и ) определены непосредственными испытаниями, и k = 1,1, если они приняты по таблицам Приложения Б;

, ,  - коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5;

 - коэффициент, принимаемый равным единице при b  ; 10 м;  при b  ;= 10 м (здесь );

b - ширина подошвы фундамента, м (при бетонной или щебеночной подготовке толщиной  допускается увеличивать b на );

 - осредненное (см. 5.6.10) расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м3;

 - то же, для грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м3;

 - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента (см. 5.6.10), кПа;

 - глубина заложения фундаментов, м, бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле (5.8). При плитных фундаментах за  принимают наименьшую глубину от подошвы плиты до уровня планировки;

 - глубина подвала, расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом глубиной свыше 2 м принимают равным 2 м);

 

, (5.8)

 

здесь  - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

 - толщина конструкции пола подвала, м;

 - расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м3.

При бетонной или щебеночной подготовке толщиной  допускается увеличивать  на .

Примечания. 1. Формулу (5.7) допускается применять при любой форме фундаментов в плане. Если подошва фундамента имеет форму круга или правильного многоугольника площадью A, значение b принимают равным .

2. Расчетные значения удельного веса грунтов и материала пола подвала, входящие в формулу (5.7), допускается принимать равными их нормативным значениям.

3. Расчетное сопротивление грунта при соответствующем обосновании может быть увеличено, если конструкция фундамента улучшает условия его совместной работы с основанием, например, фундаменты прерывистые, щелевые, с промежуточной подготовкой и др.

4. Для фундаментных плит с угловыми вырезами расчетное сопротивление грунта основания допускается увеличивать, применяя коэффициент  по таблице 5.6.

5. Если  (d - глубина заложения фундамента от уровня планировки), в формуле (5.7) принимают  и .

6. Расчетное сопротивления грунтов основания R, определяемое по формулам (В.1) и (В.2) с учетом значений  таблиц В.1 - В.10 Приложения В, допускается применять для предварительного назначения размеров фундаментов в соответствии с указаниями разделов 5 - 6.

 

Таблица 5.4

 

┌─────────────────────────────┬────────────┬──────────────────────────────┐

           Грунты            │Коэффициент │   Коэффициент гамма   для   

                                гамма                        c2       

                                     c1       сооружений с жесткой    

                                            конструктивной схемой при 

                                         │отношении длины сооружения или│

                                            его отсека к высоте L/H,  

                                                     равном           

                                         ├───────────────┬──────────────┤

                                            4 и более     1,5 и менее │

├─────────────────────────────┼────────────┼───────────────┼──────────────┤

│Крупнообломочные с песчаным       1,4          1,2            1,4    

│заполнителем и пески, кроме                                          

│мелких и пылеватых                                                   

├─────────────────────────────┼────────────┼───────────────┼──────────────┤

│Пески мелкие                      1,3          1,1            1,3    

├─────────────────────────────┼────────────┼───────────────┼──────────────┤

│Пески пылеватые: маловлажные │    1,25          1,0            1,2    

│и влажные                                                            

│насыщенные водой                  1,1          1,0            1,2    

├─────────────────────────────┼────────────┼───────────────┼──────────────┤

│Глинистые, а также               1,25          1,0            1,1    

│крупнообломочные с глинистым │                                       

│заполнителем с показателем                                           

│текучести грунта или                                                 

│заполнителя I   ;= 0,25                                                

             L                                                       

├─────────────────────────────┼────────────┼───────────────┼──────────────┤

│То же, при 0,25  ; I   ;= 0,5       1,2          1,0            1,1    

                   L                                                 

├─────────────────────────────┼────────────┼───────────────┼──────────────┤

│То же, при I   ; 0,5               1,1          1,0            1,0    

            L                                                        

├─────────────────────────────┴────────────┴───────────────┴──────────────┤

    Примечания. 1. К сооружениям с жесткой конструктивной схемой  относят│

│сооружения,  конструкции  которых  специально  приспособлены к восприятию│

│усилий  от  деформации  оснований,  в  том  числе  за  счет  мероприятий,│

│указанных в подразделе 5.9.                                             

    2. Для зданий  с гибкой  конструктивной  схемой значение коэффициента│

│гамма   принимают равным единице.                                       

     c2                                                                 

    3. При  промежуточных  значениях L/H  коэффициент  гамма   определяют│

                                                            c2          

│интерполяцией.                                                          

    4. Для рыхлых песков гамма   и гамма   принимают равными единице.   

                              c1        c2                              

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

Таблица 5.5

 

┌──────────────────────────────────────────────┬──────────────────────────┐

     Угол внутреннего трения фи  , град              Коэффициенты      

                               II             ├────────┬────────┬────────┤

                                              │ M        M       M    

                                                гамма │   q       c   

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      0                          0      1,00    3,14 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      1                         0,01    1,06    3,23 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      2                         0,03    1,12    3,32 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      3                         0,04    1,18    3,41 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      4                         0,06    1,25    3,51 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      5                         0,08    1,32    3,61 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      6                         0,10    1,39    3,71 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      7                         0,12    1,47    3,82 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      8                         0,14    1,55    3,93 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      9                         0,16    1,64    4,05 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      10                        0,18    1,73    4,17 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      11                        0,21    1,83    4,29 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      12                        0,23    1,94    4,42 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      13                        0,26    2,05    4,55 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      14                        0,29    2,17    4,69 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      15                        0,32    2,30    4,84 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      16                        0,36    2,43    4,99 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      17                        0,39    2,57    5,15 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      18                        0,43    2,73    5,31 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      19                        0,47    2,89    5,48 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      20                        0,51    3,06    5,66 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      21                        0,56    3,24    5,84 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      22                        0,61    3,44    6,04 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      23                        0,66    3,65    6,24 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      24                        0,72    3,87    6,45 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      25                        0,78    4,11    6,67 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      26                        0,84    4,37    6,90 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      27                        0,91    4,64    7,14 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      28                        0,98    4,93    7,40 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      29                        1,06    5,25    7,67 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      30                        1,15    5,59    7,95 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      31                        1,24    5,95    8,24 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      32                        1,34    6,34    8,55 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      33                        1,44    6,76    8,88 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      34                        1,55    7,22    9,22 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      35                        1,68    7,71    9,58 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      36                        1,81    8,24    9,97 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      37                        1,95    8,81  │ 10,37 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      38                        2,11    9,44  │ 10,80 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      39                        2,28  │ 10,11  │ 11,25 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      40                        2,46  │ 10,85  │ 11,73 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      41                        2,66  │ 11,64  │ 12,24 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      42                        2,88  │ 12,51  │ 12,79 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      43                        3,12  │ 13,46  │ 13,37 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      44                        3,38  │ 14,50  │ 13,98 

├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┼────────┤

                      45                        3,66  │ 15,64  │ 14,64 

└──────────────────────────────────────────────┴────────┴────────┴────────┘

 

Таблица 5.6

 

┌─────────────────────┬───────────────────────────────────────────────────┐

│Вид фундаментных плит│           Коэффициент k  для грунтов             

                                             d                         

                     ├───────────────────────────────────────────────────┤

                     │пески (кроме рыхлых) при коэффициенте пористости e │

                     ├────────────────┬────────────────┬─────────────────┤

                         e  ;= 0,5        e = 0,6         e  ;= 0,7    

                     ├────────────────┴────────────────┴─────────────────┤

                           глинистые при показателе текучести I        

                                                               L       

                     ├────────────────┬────────────────┬─────────────────┤

                         I   ;= 0        I  = 0,25       I   ;= 0,5    

                          L              L               L           

├─────────────────────┼────────────────┼────────────────┼─────────────────┤

│Прямоугольные              1,3             1,15             1,0      

├─────────────────────┼────────────────┼────────────────┼─────────────────┤

│С угловыми вырезами        1,3             1,15            1,15      

├─────────────────────┴────────────────┴────────────────┴─────────────────┤

    Примечания. 1. При  промежуточных значениях  e  и  I  коэффициент  k │

                                                        L               d│

│определяют интерполяцией.                                               

    2. Для плит с угловыми вырезами коэффициент k  учитывает  повышение R│

                                                 d                      

│в соответствии с примечанием 4 к 5.6.7.                                 

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

5.6.8. Определение расчетного сопротивления оснований R, сложенных рыхлыми песками, должно выполняться на основе специальных исследований. Значение R, найденное для рыхлых песков по формуле (5.7) при  и  или по указаниям 5.6.12, должно уточняться по результатам испытаний штампа (не менее трех). Размеры и форма штампа должны быть близкими к форме и размерам проектируемого фундамента, но не менее 0,5 м2.

5.6.9. Значение R вычисляют на глубине заложения фундамента, определяемой от уровня планировки срезкой или подсыпкой; в последнем случае в проекте должно быть оговорено требование об устройстве насыпи до приложения полной нагрузки на фундаменты.

Допускается принимать глубину заложения фундамента от пола подвала менее 0,5 м, если удовлетворяется расчет по несущей способности.

5.6.10. Расчетные значения ,  и  определяют при доверительной вероятности , принимаемой для расчетов по II предельному состоянию равной 0,85. Указанные характеристики находят для слоя грунта толщиной z ниже подошвы фундамента: z = b/2 при b  ; 10 м и  при b  ;= 10 м (здесь ).

Если толща грунтов, расположенных ниже подошвы фундаментов или выше ее, неоднородна по глубине, то принимают средневзвешенные значения ее характеристик.

5.6.11. При назначении коэффициента условий работы  в формуле (5.7) следует иметь в виду, что к числу зданий и сооружений с жесткой конструктивной схемой относятся:

здания панельные, блочные и кирпичные, в которых междуэтажные перекрытия опираются по всему контуру на поперечные и продольные стены или только на поперечные несущие стены при малом их шаге;

сооружения типа башен, силосных корпусов, дымовых труб, домен и др.

5.6.12. Предварительные размеры фундаментов назначают по конструктивным соображениям или исходя из значений расчетного сопротивления грунтов основания  в соответствии с таблицами В.1 - В.3 Приложения В. Значениями  допускается также пользоваться для окончательного назначения размеров фундаментов сооружений III уровня ответственности, если основание сложено горизонтальными (уклон не более 0,1), выдержанными по толщине слоями грунта, сжимаемость которых не изменяется в пределах глубины, равной двойной ширине наибольшего фундамента, считая от его подошвы.

5.6.13. Расчетное сопротивление R основания, сложенного крупнообломочными грунтами, вычисляют по формуле (5.7) на основе результатов непосредственных определений прочностных характеристик грунтов.

Если содержание заполнителя превышает 40%, значение R для крупнообломочных грунтов допускается определять по характеристикам заполнителя.

5.6.14. Расчетное сопротивление грунтов основания R в случае их уплотнения или устройства грунтовых подушек должно определяться исходя из задаваемых проектом расчетных значений физико-механических характеристик уплотненных грунтов.

5.6.15. Для ленточных фундаментов, когда ширина типовых сборных железобетонных плит совпадает с шириной, полученной по расчету, могут быть применены плиты с угловыми вырезами.

5.6.16. Ленточные фундаменты могут проектироваться с прерывистой укладкой плит (прерывистые фундаменты). Расчетное сопротивление грунтов основания R для прерывистых фундаментов определяют как для ленточных фундаментов по указаниям 5.6.7 - 5.6.10 с повышением значения R коэффициентом , принимаемым по таблице 5.6.

5.6.17. Прерывистые фундаменты с повышением расчетного сопротивления основания не рекомендуются:

в грунтовых условиях I типа по просадочности при отсутствии поверхностного уплотнения грунта в пределах деформируемой зоны;

при сейсмичности 7 баллов и более.

5.6.18. При устройстве прерывистых фундаментов также могут применяться плиты с угловыми вырезами за исключением следующих случаев:

при залегании под подошвой фундаментов рыхлых песков;

при сейсмичности района 7 баллов и более (в этом случае можно применять плиты с угловыми вырезами, укладывая их в виде непрерывной ленты);

при неравномерном напластовании грунтов в пределах сооружения;

при залегании ниже подошвы фундаментов глинистых грунтов с показателем текучести .

5.6.19. При совпадении ширины типовой сборной железобетонной плиты с шириной фундамента, полученной по расчету, плиты прямоугольной формы и с угловыми вырезами укладывают в виде непрерывной ленты. В этом случае расчетное сопротивление грунта основания R, вычисленное по формуле (5.7), может быть повышено в соответствии с рекомендациями 5.6.24.

При несовпадении ширины фундамента, полученной по расчету, с шириной типовой сборной плиты, проектируют прерывистые фундаменты. Для прерывистых фундаментов, проектируемых с повышением расчетного сопротивления основания, вычисленного по формуле (5.7), коэффициент повышения не должен быть больше значений, приведенных в таблице 5.7, а для плит прямоугольной формы, кроме того, не должен быть больше коэффициента , приведенного в таблице 5.6.

 

Таблица 5.7

 

┌─────────────────────────────────┬────────────────────────────────┬──────┐

   Расчетная ширина ленточного   │Ширина прерывистого фундамента  │ k'  

         фундамента b, м                       b , м               d  

                                                b                     

├─────────────────────────────────┼────────────────────────────────┼──────┤

               1,3                             1,4               │ 1,07 │

               1,5                             1,6               │ 1,11 │

               1,7                              2                │ 1,18 │

               1,8                              2                │ 1,17 │

               1,9                              2                │ 1,09 │

               2,1                             2,4               │ 1,18 │

               2,2                             2,4               │ 1,13 │

               2,3                             2,4               │ 1,1 

               2,5                             2,8               │ 1,17 │

               2,6                             2,8               │ 1,15 │

               2,7                             2,8               │ 1,12 │

               2,9                             3,2               │ 1,13 │

                3                              3,2               │ 1,11 │

               3,1                             3,2               │ 1,09 │

└─────────────────────────────────┴────────────────────────────────┴──────┘

 

5.6.20. Для фундаментов с промежуточной подготовкой переменной жесткости расчетное сопротивление грунта основания под бетонной частью определяют по формуле (5.7). При этом расчетное сопротивление грунта основания под бетонной частью фундамента принимают не менее 2R.

5.6.21. Расчет осадки ленточных с угловыми вырезами и прерывистых фундаментов производят как расчет сплошного ленточного фундамента на среднее давление, отнесенное к общей площади фундамента, включая промежутки между плитами и угловые вырезы.

5.6.22. Расчетное сопротивление грунта основания R двухщелевого (многощелевого) фундамента следует определять для каждого из его элементов отдельно по формуле (5.7). Допускается повышать в 1,3 раза расчетное сопротивление грунта основания R под подошвами стенок многощелевого фундамента при толщине стенок t  ;= 0,4 м и осадке основания фундамента  (см. 5.6.5).

5.6.23. При увеличении нагрузок на основание существующих сооружений (например, при реконструкции) расчетное сопротивление грунтов основания должно приниматься в соответствии с данными об их физико-механических свойствах с учетом типа и состояния фундаментов и надфундаментных конструкций сооружения, продолжительностью его эксплуатации, ожидаемых дополнительных осадок при увеличении нагрузок на фундаменты и их влияния на примыкающие сооружения (см. раздел 5.8).

5.6.24. Расчетное сопротивление грунта основания R, вычисленное по формуле (5.7), может быть повышено в зависимости от соотношения расчетной, осадки основания фундамента s, полученной при среднем давлении по подошве фундамента p = R по формуле (5.16), и предельной осадки  (см. 5.6.46 - 5.6.50). При этом увеличенное значение давления по подошве фундамента не должно превышать рекомендуемых значений повышенного расчетного сопротивления  при:

а) ;

б) ;

в)  определяют интерполяцией.

При соответствующем обосновании допускается при  принимать .

Увеличенное значение среднего давления по подошве фундамента, ограниченного величиной повышенного расчетного сопротивления , не должно вызывать деформации основания фундамента более 80% предельных и превышать величину давления из условия расчета основания по несущей способности в соответствии с указаниями подраздела 5.7.

5.6.25. При наличии в пределах сжимаемой толщи основания на глубине z от подошвы фундамента слоя грунта меньшей прочности, чем прочность грунта вышележащих слоев, размеры фундамента должны назначаться такими, чтобы для суммарного напряжения  обеспечивалось условие

 

, (5.9)

 

где ,  и  - вертикальные напряжения в грунте на глубине z от подошвы фундамента (см. 5.6.31), кПа;

 - расчетное сопротивление грунта пониженной прочности, кПа, на глубине z, вычисленное по формуле (5.7) для условного фундамента шириной , м, равной

 

, (5.10)

 

где ; a = (l - b)/2,

здесь N - вертикальная нагрузка на основание от фундамента;

l и b - соответственно длина и ширина фундамента.

5.6.26. Давление на грунт у края подошвы внецентренно нагруженного фундамента (вычисленное в предположении линейного распределения давления под подошвой фундамента при нагрузках, принимаемых для расчета оснований по деформациям), как правило, должно определяться с учетом заглубления фундамента в грунт и жесткости надфундаментных конструкций. Краевое давление при действии изгибающего момента вдоль каждой оси фундамента не должно превышать 1,2R и в угловой точке - 1,5R (здесь R - расчетное сопротивление грунта основания, определяемое в соответствии с требованиями 5.6.7 - 5.6.25).

5.6.27. При расчете внецентренно нагруженных фундаментов эпюры давлений могут быть трапециевидные и треугольные, в том числе укороченной длины, обозначающие краевой отрыв подошвы фундамента от грунта при относительном эксцентриситете равнодействующей e более l/6 (рисунок 5.1).

 

 

а - г - при отсутствии нагрузок на полы;

д - з - при сплошной равномерно распределенной

нагрузке интенсивностью q; а и д - при центральной

нагрузке; б и е - при эксцентриситете нагрузки e  ; l/6;

в и ж - при e = l/6; г и з - при e  ; l/6

(с частичным отрывом фундамента от грунта)

 

Рисунок 5.1. Эпюры давлений по подошве фундаментов

при центральной и внецентренной нагрузках

 

Для фундаментов колонн зданий, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью 75 т и выше, а также для фундаментов колонн открытых крановых эстакад при кранах грузоподъемностью свыше 15 т, для сооружений башенного типа (труб, домен и других), а также для всех видов сооружений при расчетном сопротивлении грунта основания R  ; 150 кПа размеры фундаментов рекомендуется назначать такими, чтобы эпюра давлений была трапециевидной, с отношением краевых давлений .

В остальных случаях для фундаментов зданий с мостовыми кранами допускается треугольная эпюра с относительным эксцентриситетом равнодействующей e, равным l/6.

Для фундаментов бескрановых зданий с подвесным транспортным оборудованием допускается треугольная эпюра давлений с нулевой ординатой на расстоянии не более 1/4 длины подошвы фундамента, что соответствует относительному эксцентриситету равнодействующей e не более l/4.

Требования, ограничивающие допустимый эксцентриситет, относятся к любым основным сочетаниям нагрузок.

Примечание. При значительных моментных нагрузках с целью уменьшения краевых давлений рекомендуется применение фундаментов с анкерами.

 

5.6.28. Краевые давления p, кПа, определяют по формулам:

при относительном эксцентриситете e/l  ;= 1/6

 

; (5.11)

 

при относительном эксцентриситете e/l  ; 1/6

 

, (5.12)

 

где N - сумма вертикальных нагрузок, действующих на основание, кроме веса фундамента и грунта на его обрезах, и определяемых для случая расчета основания по деформациям, кН;

A - площадь подошвы фундамента, м2;

 - средневзвешенное значение удельных весов тела фундамента, грунта и пола, расположенных над подошвой фундамента; принимают равным 20 кН/м3;

d - толщина фундамента, м;

M - момент от равнодействующей всех нагрузок, действующих по подошве фундамента, найденных с учетом заглубления фундамента в грунте и перераспределяющего влияния верхних конструкций или без этого учета, кН x м;

W - момент сопротивления площади подошвы фундамента, м3;

 - расстояние от точки приложения равнодействующей до края фундамента по его оси, м, определяемое по формуле

 

; (5.13)

 

e - эксцентриситет нагрузки по подошве фундамента, м, определяемый по формуле

 

. (5.14)

 

5.6.29. При наличии моментов  и , действующих в двух направлениях, параллельных осям x и y прямоугольного фундамента, наибольшее давление в угловой точке , кПа, определяют по формуле

 

, (5.15)

 

где N, A, , W - то же, что и в формуле (5.11).

5.6.30. При наличии на полах сплошной равномерно распределенной нагрузки интенсивностью q краевые и средние эпюры давления по подошве следует увеличивать на нагрузку q (см. рисунок 5.1).

Нагрузку на полы промышленных зданий q допускается принимать равной 20 кПа, если в технологическом задании на проектирование не указывается большее значение этой нагрузки.

 

Определение осадки основания фундаментов

 

5.6.31. Осадку основания фундамента s, см, с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства (см. 5.6.6) определяют методом послойного суммирования по формуле

 

, (5.16)

 

где  - безразмерный коэффициент, равный 0,8;

 - среднее значение вертикального нормального напряжения (далее - вертикальное напряжение) от внешней нагрузки в i-м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента (см. 5.6.32), кПа;

 - толщина i-го слоя грунта, см, принимаемая не более 0,4 ширины фундамента;

 - модуль деформации i-го слоя грунта по ветви первичного нагружения, кПа;

 - среднее значение вертикального напряжения в i-м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта (см. 5.6.33), кПа;

 - модуль деформации i-го слоя грунта по ветви вторичного нагружения, кПа;

n - число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

При этом распределение вертикальных напряжений по глубине основания принимают в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 5.2.

 

 

DL - отметка планировки; NL - отметка поверхности

природного рельефа; FL - отметка подошвы фундамента;

WL - уровень подземных вод; B.C - нижняя граница сжимаемой

толщи; d и  - глубина заложения фундамента соответственно

от уровня планировки и поверхности природного рельефа;

b - ширина фундамента; p - среднее давление под подошвой

фундамента;  и  - вертикальное напряжение

от собственного веса грунта на глубине z от подошвы

фундамента и на уровне подошвы;  и  - вертикальное

напряжение от внешней нагрузки на глубине z от подошвы

фундамента и на уровне подошвы;  - вертикальное

напряжение от собственного веса вынутого в котловане

грунта в середине i-го слоя на глубине z от подошвы

фундамента;  - глубина сжимаемой толщи

 

Рисунок 5.2. Схема распределения вертикальных напряжений

в линейно-деформируемом полупространстве

 

Примечания. 1. При отсутствии опытных определений модуля деформации  для сооружений II и III уровней ответственности допускается принимать .

2. Средние значения напряжений  и  в i-м слое грунта допускается вычислять как полусумму соответствующих напряжений на верхней  и нижней  границах слоя.

3. При возведении сооружения в отрываемом котловане следует различать три следующих значения вертикальных напряжений:  - от собственного веса грунта до начала строительства;  - после отрывки котлована;  - после возведения сооружения.

4. При определении средней осадки основания фундамента  все используемые в формуле (5.16) величины допускается определять для вертикали, проходящей не через центр фундамента, а через точку, лежащую посередине между центром и углом (для прямоугольных фундаментов) или на расстоянии  от центра, где  - внутренний, а  - внешний радиус круглого или кольцевого фундамента (для круглого фундамента ).

5. Расчет осадок свайных фундаментов выполняется с учетом дополнительных указаний СП 24.13330.

 

5.6.32. Вертикальные напряжения от внешней нагрузки  зависят от размеров, формы и глубины заложения фундамента, распределения давления на грунт по его подошве и свойств грунтов основания. Для прямоугольных, круглых и ленточных фундаментов значения , кПа, на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы, определяют по формуле

 

, (5.17)

 

где  - коэффициент, принимаемый по таблице 5.8 в зависимости от относительной глубины , равной 2z/b;

p - среднее давление под подошвой фундамента, кПа.

 

Таблица 5.8

 

┌─────┬───────────────────────────────────────────────────────────────────┐

│ кси │                 Коэффициент альфа для фундаментов                

     ├───────┬──────────────────────────────────────────────┬────────────┤

     │круглых│     прямоугольных с соотношением сторон      │ ленточных 

                          эта = l/b, равным               │(эта  ;= 10) │

            ├───────┬──────┬──────┬───────┬───────┬────────┤           

              1,0  │ 1,4  │ 1,8    2,4    3,2     5               

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

  0  │ 1,000 │ 1,000 │1,000 │1,000 │ 1,000 │ 1,000 │ 1,000     1,000   

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│ 0,4 │ 0,949 │ 0,960 │0,972 │0,975 │ 0,976 │ 0,977 │ 0,977     0,977   

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│ 0,8 │ 0,756 │ 0,800 │0,848 │0,866 │ 0,876 │ 0,879 │ 0,881     0,881   

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│ 1,2 │ 0,547 │ 0,606 │0,682 │0,717 │ 0,739 │ 0,749 │ 0,754     0,755   

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│ 1,6 │ 0,390 │ 0,449 │0,532 │0,578 │ 0,612 │ 0,629 │ 0,639     0,642   

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│ 2,0 │ 0,285 │ 0,336 │0,414 │0,463 │ 0,505 │ 0,530 │ 0,545     0,550   

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│ 2,4 │ 0,214 │ 0,257 │0,325 │0,374 │ 0,419 │ 0,449 │ 0,470     0,477   

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│ 2,8 │ 0,165 │ 0,201 │0,260 │0,304 │ 0,349 │ 0,383 │ 0,410     0,420   

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│ 3,2 │ 0,130 │ 0,160 │0,210 │0,251 │ 0,294 │ 0,329 │ 0,360     0,374   

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│ 3,6 │ 0,106 │ 0,131 │0,173 │0,209 │ 0,250 │ 0,285 │ 0,319     0,337   

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│ 4,0 │ 0,087 │ 0,108 │0,145 │0,176 │ 0,214 │ 0,248 │ 0,285     0,306   

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│ 4,4 │ 0,073 │ 0,091 │0,123 │0,150 │ 0,185 │ 0,218 │ 0,255     0,280   

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│ 4,8 │ 0,062 │ 0,077 │0,105 │0,130 │ 0,161 │ 0,192 │ 0,230     0,258   

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│ 5,2 │ 0,053 │ 0,067 │0,091 │0,113 │ 0,141 │ 0,170 │ 0,208     0,239   

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│ 5,6 │ 0,046 │ 0,058 │0,079 │0,099 │ 0,124 │ 0,152 │ 0,189     0,223   

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│ 6,0 │ 0,040 │ 0,051 │0,070 │0,087 │ 0,110 │ 0,136 │ 0,173     0,208   

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│ 6,4 │ 0,036 │ 0,045 │0,062 │0,077 │ 0,099 │ 0,122 │ 0,158    0,196   

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│ 6,8 │ 0,031 │ 0,040 │0,055 │0,069 │ 0,088 │ 0,110 │ 0,145     0,185   

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│ 7,2 │ 0,028 │ 0,036 │0,049 │0,062 │ 0,080 │ 0,100 │ 0,133     0,175   

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│ 7,6 │ 0,024 │ 0,032 │0,044 │0,056 │ 0,072 │ 0,091 │ 0,123     0,166   

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│ 8,0 │ 0,022 │ 0,029 │0,040 │0,051 │ 0,066 │ 0,084 │ 0,113     0,158   

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│ 8,4 │ 0,021 │ 0,026 │0,037 │0,046 │ 0,060 │ 0,077 │ 0,105     0,150    

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│ 8,8 │ 0,019 │ 0,024 │0,033 │0,042 │ 0,055 │ 0,071 │ 0,098     0,143   

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│ 9,2 │ 0,017 │ 0,022 │0,031 │0,039 │ 0,051 │ 0,065 │ 0,091     0,137   

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│ 9,6 │ 0,016 │ 0,020 │0,028 │0,036 │ 0,047 │ 0,060 │ 0,085     0,132   

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│10,0 │ 0,015 │ 0,019 │0,026 │0,033 │ 0,043 │ 0,056 │ 0,079     0,126   

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│10,4 │ 0,014 │ 0,017 │0,024 │0,031 │ 0,040 │ 0,052 │ 0,074     0,122   

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│10,8 │ 0,013 │ 0,016 │0,022 │0,029 │ 0,037 │ 0,049 │ 0,069     0,117   

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│11,2 │ 0,012 │ 0,015 │0,021 │0,027 │ 0,035 │ 0,045 │ 0,065     0,113   

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│11,6 │ 0,011 │ 0,014 │0,020 │0,025 │ 0,033 │ 0,042 │ 0,061     0,109   

├─────┼───────┼───────┼──────┼──────┼───────┼───────┼────────┼────────────┤

│12,0 │ 0,010 │ 0,013 │0,018 │0,023 │ 0,031 │ 0,040 │ 0,058     0,106   

├─────┴───────┴───────┴──────┴──────┴───────┴───────┴────────┴────────────┤

    Примечания. 1.  В   таблице  обозначено:   b  -  ширина  или  диаметр│

│фундамента, l - длина фундамента.                                       

    2. Для   фундаментов,    имеющих    подошву   в   форме   правильного│

│многоугольника  с  площадью A,  значения  альфа принимают как для круглых│

                           ____                                          

│фундаментов радиусом r = \/A/пи.                                        

    3. Для промежуточных значений кси и эта коэффициенты альфа определяют│

│интерполяцией.                                                           

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

5.6.33. Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента , кПа, на глубине z от подошвы прямоугольных, круглых и ленточных фундаментов определяют по формуле

 

, (5.18)

 

где  - то же, что и в 5.6.32;

 - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента, кПа (при планировке срезкой , при отсутствии планировки и планировке подсыпкой , где  - удельный вес грунта, кН/м3, расположенного выше подошвы; d и , м, - см. рисунок 5.2).

При этом в расчете  используются размеры в плане не фундамента, а котлована.

5.6.34. При расчете осадки фундаментов, возводимых в котлованах глубиной менее 5 м, допускается в формуле (5.16) не учитывать второе слагаемое.

5.6.35. Если среднее давление под подошвой фундамента , осадку основания фундамента s определяют по формуле

 

, (5.19)

 

где , , ,  и n - то же, что и в формуле (5.16).

5.6.36. Вертикальные напряжения от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента , кПа, по вертикали, проходящей через угловую точку прямоугольного фундамента, определяют по формуле

 

, (5.20)

 

где  - коэффициент, принимаемый по таблице 5.8 в зависимости от значения ;

p - то же, что и в формуле (5.17).

5.6.37. Вертикальные напряжения , кПа, на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через произвольную точку A (в пределах или за пределами рассматриваемого фундамента с давлением по подошве, равным p), определяют алгебраическим суммированием напряжений , кПа, в угловых точках четырех фиктивных фундаментов (см. рисунок 5.3) по формуле

 

. (5.21)

 

 

а - схема расположения рассчитываемого 1 и влияющего

фундамента 2; б - схема расположения фиктивных

фундаментов с указанием знака напряжений 

в формуле (5.21) под углом j-го фундамента

 

Рисунок 5.3. Схема к определению вертикальных напряжений

в основании рассчитываемого фундамента с учетом влияния

соседнего фундамента методом угловых точек

 

5.6.38. Вертикальные напряжения , кПа, на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр рассчитываемого фундамента, с учетом влияния соседних фундаментов или нагрузок на прилегающие площади (включая вес обратной засыпки) определяют по формуле

 

, (5.22)

 

где  - то же, что и в формуле (5.17), кПа;

 - вертикальные напряжения от соседнего фундамента или нагрузок;

k - число влияющих фундаментов или нагрузок.

5.6.39. При сплошной равномерно распределенной нагрузке на поверхности земли интенсивностью q, кПа (например, от веса планировочной насыпи), значение  по формуле (5.22) для любой глубины z определяют по формуле .

5.6.40. Вертикальное эффективное напряжение от собственного веса грунта , кПа, на границе слоя, расположенного на глубине z от подошвы фундамента, определяется по формуле

 

, (5.23)

 

где  - средний удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м3;

 - м, см. рисунок 5.2;

 и  - соответственно удельный вес, кН/м3, и толщина i-го слоя грунта, залегающего выше границы слоя на глубине z от подошвы фундамента, м;

u - поровое давление на рассматриваемой границе слоя, кН/м2.

Для неводонасыщенных грунтов поровое давление принимается равным нулю (u = 0).

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды при коэффициенте фильтрации слоя грунта больше  и  (для глинистых грунтов).

При расположении ниже уровня грунтовых вод слоя грунта с коэффициентом фильтрации менее  и  (для глинистых грунтов) его удельный вес принимается без учета взвешивающего действия воды, для определения  в этом слое и ниже его следует учитывать давление столба воды, расположенного выше этого слоя.

5.6.41. Нижнюю границу сжимаемой толщи основания принимают на глубине , где выполняется условие . При этом глубина сжимаемой толщи не должна быть меньше , равной b/2 при b  ;= 10 м, (4 + 0,1b) при  и 10 м при b  ; 60 м.

Если в пределах глубины , найденной по указанным выше условиям, залегает слой грунта с модулем деформации E  ; 100 МПа, сжимаемую толщу допускается принимать до кровли этого грунта.

Если найденная по указанным выше условиям нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации E  ;= 7 МПа или такой слой залегает непосредственно ниже глубины , то этот слой включают в сжимаемую толщу, а за  принимают минимальное из значений, соответствующих подошве слоя или глубине, где выполняется условие .

При расчете осадки различных точек плитного фундамента глубину сжимаемой толщи допускается принимать постоянной в пределах всего плана фундамента (при отсутствии в ее составе грунтов с модулем деформации E  ; 100 МПа).

5.6.42. При возведении нового объекта или реконструкции на застроенной территории, дополнительные деформации оснований сооружений окружающей застройки от воздействия нового (реконструируемого) сооружения необходимо определять в соответствии с указаниями раздела 9.

 

Определение крена фундамента

 

5.6.43. Крен отдельных фундаментов или сооружений в целом должен вычисляться с учетом момента в уровне подошвы фундамента, влияния соседних фундаментов, нагрузок на прилегающие площади и неравномерности сжимаемости основания.

При определении кренов фундаментов, кроме того необходимо, как правило, учитывать заглубление фундамента, жесткость надфундаментной конструкции, а также возможность увеличения эксцентриситета нагрузки из-за наклона фундамента (сооружения).

5.6.44. Крен фундамента i при действии внецентренной нагрузки определяют по формуле

 

, (5.24)

 

где

 

, (5.25)

 

 - коэффициент, принимаемый по таблице 5.9;

E и  - соответственно модуль деформации, кПа, и коэффициент поперечной деформации грунта основания (значение  принимают по таблице 5.10); в случае неоднородного основания значение D принимают средним в пределах сжимаемой толщи в соответствии с указаниями 5.6.45;

N - вертикальная составляющая равнодействующей всех нагрузок на фундамент в уровне его подошвы, кН;

e - эксцентриситет, м;

a - диаметр круглого или сторона прямоугольного фундамента, м, в направлении которой действует момент; для фундамента с подошвой в форме правильного многоугольника площадью A принимают .

Примечание. Крен фундамента, возникающий в результате неравномерности сжимаемости основания, следует определять численными методами (например, МКЭ).

 

Таблица 5.9

 

┌──────────────────────────────┬──────────────────────────────────────────┐

│Форма фундамента и направление│  Коэффициент k  при эта = l/b, равном   

       действия момента                      e                         

                              ├─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬──────┤

                                1  │ 1,2 │ 1,5 │  2    3    5    10 

├──────────────────────────────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────┤

│Прямоугольный с моментом вдоль│0,50 │0,57 │0,68 │0,82 │1,17 │1,42 │ 2,00 │

│большей стороны                                                  

├──────────────────────────────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────┤

│Прямоугольный с моментом вдоль│0,50 │0,43 │0,36 │0,28 │0,20 │0,12 │ 0,07 │

│меньшей стороны                                                  

├──────────────────────────────┼─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴──────┤

│Круглый                                          0,75                  

└──────────────────────────────┴──────────────────────────────────────────┘

 

Таблица 5.10

 

┌───────────────────────────────────┬─────────────────────────────────────┐

              Грунты               │Коэффициент поперечной деформации ню │

├───────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────┤

│Крупнообломочные грунты                            0,27                

├───────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────┤

│Пески и супеси                                  0,30 - 0,35            

├───────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────┤

│Суглинки                                        0,35 - 0,37            

├───────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────┤

│Глины при показателе текучести I : │                                     

                                L                                      

│ I   ;= 0                                        0,20 - 0,30            

  L                                                                    

                                                                       

│ 0  ; I   ;= 0,25                                 0,30 - 0,38            

      L                                                                

                                                                        

│ 0,25  ; I   ;= 1                                 0,38 - 0,45            

         L                                                             

├───────────────────────────────────┴─────────────────────────────────────┤

    Примечание. Меньшие  значения  ню  применяют  при  большей  плотности│

│грунта.                                                                 

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

5.6.45. Средние (в пределах сжимаемой толщи ) значения , , определяют по формуле

 

, (5.26)

 

где  - площадь эпюры вертикальных напряжений от единичного давления под подошвой фундамента в пределах i-го слоя грунта. Допускается принимать  (см. 5.6.31);

, ,  - соответственно модуль деформации, МПа, коэффициент поперечной деформации и толщина i-го слоя грунта, см;

 - сжимаемая толща, определяемая по 5.6.41, см;

n - число слоев, отличающихся значениями E и  в пределах сжимаемой толщи .

 

Предельные деформации основания фундаментов

 

5.6.46. Предельные значения совместной деформации основания и сооружения  и  устанавливают исходя из необходимости соблюдения:

а) технологических или архитектурных требований к деформации сооружения (изменение проектных уровней и положений сооружения в целом, отдельных его элементов и оборудования, включая требования к нормальной работе лифтов, кранового оборудования, подъемных устройств элеваторов и т.п.), ;

б) требований к прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций, включая общую устойчивость сооружения, .

5.6.47. Предельные значения совместной деформации основания и сооружения по технологическим или архитектурным требованиям  должны устанавливаться соответствующими нормами проектирования сооружений, правилами технической эксплуатации оборудования или заданием на проектирование с учетом в необходимых случаях рихтовки оборудования в процессе эксплуатации.

Проверку соблюдения условия  производят при разработке типовых и индивидуальных проектов в составе расчетов сооружения во взаимодействии с основанием после соответствующих расчетов конструкций сооружения по прочности, устойчивости и трещиностойкости.

5.6.48. Предельные значения совместной деформации основания и сооружения по условиям прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций  должны устанавливаться при проектировании на основе расчета сооружения во взаимодействии с основанием.

Значение  допускается не устанавливать для сооружений, в конструкциях которых не возникают усилия от неравномерных осадок основания (например, различного рода шарнирных систем) и для сооружений значительной жесткости и прочности (например, зданий башенного типа, домен) при соответствующем обосновании.

5.6.49. При разработке типовых проектов сооружений на основе значений  и  следует, как правило, устанавливать следующие критерии допустимости применения этих проектов, упрощающие расчет оснований по деформациям при их привязке к местным грунтовым условиям:

а) предельные значения степени изменчивости сжимаемости грунтов  основания, соответствующие различным значениям среднего модуля деформации грунтов в пределах плана сооружения  или средней осадки основания ;

б) предельную неравномерность деформаций основания , соответствующую нулевой жесткости сооружения;

в) перечень грунтов с указанием их простейших характеристик свойств, а также характера напластований, при наличии которых не требуется выполнять расчет оснований по деформациям.

Примечания. 1. Степень изменчивости сжимаемости основания  определяют отношением наибольшего значения приведенного по глубине модуля деформации грунтов основания в пределах плана сооружения к наименьшему значению.

2. Среднее значение модуля деформации грунтов основания  в пределах плана сооружения определяют как средневзвешенное с учетом изменения сжимаемости грунтов по глубине и в плане сооружения.

 

5.6.50. Предельные значения деформаций оснований допускается принимать согласно Приложению Д, если конструкции сооружения не рассчитаны на усилия, возникающие в них при взаимодействии с основанием и в задании на проектирование не установлены значения  (см. 5.6.46 - 5.6.47).

5.6.51. В проектах сооружений, расчетная осадка которых превышает 8 см, следует, как правило, предусматривать соответствующий строительный подъем сооружения, а также мероприятия, не допускающие изменений проектных уклонов вводов и выпусков инженерных коммуникаций и обеспечивающие сохранность коммуникаций в местах их пересечения со стенами сооружения.

5.6.52. Расчет деформаций основания допускается не выполнять, если среднее давление под фундаментами проектируемого сооружения не превышает расчетное сопротивление грунтов основания (см. 5.6.7 - 5.6.25) и выполняется одно из следующих условий:

а) степень изменчивости сжимаемости основания меньше предельной (по 5.6.49, а);

б) инженерно-геологические условия площадки строительства соответствуют области применения типового проекта (по 5.6.49, в);

в) грунтовые условия площадки строительства сооружений, перечисленных в таблице 5.11, относятся к одному из вариантов, указанных в этой таблице.

 

Таблица 5.11

 

┌───────────────────────────────────────┬─────────────────────────────────┐

              Сооружения                  Варианты грунтовых условий   

├───────────────────────────────────────┼─────────────────────────────────┤

      1. Производственные здания                                       

│Одноэтажные с несущими конструкциями,  │Крупнообломочные грунты при     

│малочувствительными к неравномерным    │содержании заполнителя менее 40%.│

│осадкам (например, стальной или        │Пески любой крупности, кроме    

│железобетонный каркас на отдельных     │пылеватых, плотные и средней    

│фундаментах при шарнирном опирании     │плотности.                      

│ферм, ригелей), и с мостовыми кранами  │Пески любой крупности, только   

│грузоподъемностью до 50 т включительно.│плотные.                        

│Многоэтажные до 6 этажей включительно с│Пески пылеватые при коэффициенте │

│сеткой колонн не более 6 x 9 м         │пористости e  ;= 0,65.           

                                                                       

    2. Жилые и общественные здания                                     

│Прямоугольной формы в плане без        │Супеси при e  ;= 0,65, суглинки  

│перепадов по высоте с полным каркасом  │при e  ;= 0,85 и глины при       

│и бескаркасные с несущими стенами из   │e  ;= 0,95, если диапазон         

│кирпича, крупных блоков или панелей:   │изменения коэффициента пористости│

│ а) протяженные многосекционные высотой│этих грунтов на площадке        

│до 9 этажей включительно;              │не превышает 0,2, а I   ;= 0,5.  

│ б) несблокированные башенного типа                         L          

│высотой до 14 этажей включительно      │Пески, кроме пылеватых, при     

                                       │e  ;= 0,7 в сочетании с глинистыми│

                                       │грунтами при e  ; 0,5 и I   ; 0,5 

                                                               L       

                                       │независимо от порядка их        

                                       │залегания                       

├───────────────────────────────────────┴─────────────────────────────────┤

    Примечания. 1. Таблицей допускается пользоваться  для  сооружений,  в│

│которых площади отдельных фундаментов под несущие конструкции  отличаются│

│не более чем в два раза, а также  для  сооружений  иного  назначения  при│

│аналогичных конструкциях и нагрузках.                                   

    2. Таблица  не  распространяется   на   производственные   здания   с│

│нагрузками на полы свыше 20 кПа.                                         

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

5.7. Расчет оснований по несущей способности

 

5.7.1. Целью расчета оснований по несущей способности является обеспечение прочности и устойчивости оснований, а также недопущение сдвига фундамента по подошве и его опрокидывания. Принимаемая в расчете схема разрушения основания (при достижении им предельного состояния) должна быть статически и кинематически возможна для данного воздействия и конструкции фундамента или сооружения.

5.7.2. Расчет оснований по несущей способности производят исходя из условия

 

, (5.27)

 

где F - расчетная нагрузка на основание, кН, определяемая в соответствии с указаниями подраздела 5.2;

 - сила предельного сопротивления основания, кН;

 - коэффициент условий работы, принимаемый:

    для песков, кроме пылеватых ............................... 1,0

    для песков пылеватых, а также глинистых грунтов

    в стабилизированном состоянии ............................. 0,9

    для глинистых грунтов в нестабилизированном состоянии ..... 0,85

    для скальных грунтов:

      невыветрелых и слабовыветрелых .......................... 1,0

      выветрелых .............................................. 0,9

      сильновыветрелых ........................................ 0,8;

 - коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,2; 1,15 и 1,10 соответственно для сооружений I, II и III уровней ответственности.

Примечание. В случае неоднородных грунтов средневзвешенное значение  принимают в пределах толщины  (но не более 0,5b) под подошвой фундамента, где b - сторона фундамента, м, в направлении которой предполагается потеря устойчивости, а .

 

5.7.3. Вертикальную составляющую силу предельного сопротивления основания , кН, сложенного скальными грунтами, независимо от глубины заложения фундамента вычисляют по формуле

 

, (5.28)

 

где  - расчетное значение предела прочности на одноосное сжатие скального грунта, кПа;

b' и l' - соответственно приведенные ширина и длина фундамента, м, вычисляемые по формулам:

 

; , (5.29)

 

здесь  и  - соответственно эксцентриситеты приложения равнодействующей нагрузок в направлении поперечной и продольной осей фундамента, м.

5.7.4. Сила предельного сопротивления основания, сложенного дисперсными грунтами в стабилизированном состоянии, должна определяться исходя из условия, что соотношение между нормальными  и касательными  напряжениями по всем поверхностям скольжения, соответствующее предельному состоянию основания, подчиняется зависимости

 

, (5.30)

 

где  и  - соответственно расчетные значения угла внутреннего трения и удельного сцепления грунта (см. подраздел 5.3).

5.7.5. Сила предельного сопротивления основания, сложенного медленно уплотняющимися водонасыщенными глинистыми, органоминеральными и органическими грунтами (при степени влажности  и коэффициенте консолидации ), должна определяться с учетом возможного нестабилизированного состояния грунтов основания за счет повышения давления в поровой воде u. При этом эффективные касательные напряжения  принимают по зависимости

 

, (5.31)

 

где  и u - значение полного нормального напряжения и порового давления соответственно;

 и  - соответствуют стабилизированному состоянию грунтов основания и определяются по результатам консолидированного среза или трехосного сжатия (ГОСТ 12248 и ГОСТ 20276).

Давление в поровой воде допускается определять методами фильтрационной консолидации грунтов с учетом скорости приложения нагрузки на основание.

При соответствующем обосновании (высокие темпы возведения сооружения или нагружения его эксплуатационными нагрузками, отсутствие в основании дренирующих слоев грунта или дренирующих устройств) допускается в запас надежности принимать , а  - соответствующим нестабилизированному состоянию грунтов основания и равным прочности грунта по результатам неконсолидированно-недренированного испытания при трехосном испытании  по ГОСТ 12248 (см. 5.7.14).

5.7.6. При проверке несущей способности основания фундамента следует учитывать, что потеря устойчивости может происходить по следующим возможным вариантам (в зависимости от соотношения вертикальной и горизонтальной составляющих равнодействующей, а также значения эксцентриситета):

плоский сдвиг по подошве;

глубинный сдвиг;

смешанный сдвиг (плоский сдвиг по части подошвы и глубинный сдвиг по поверхности, охватывающей оставшуюся часть подошвы).

Необходимо учитывать форму фундамента и характер его подошвы, наличие связей фундамента с другими элементами сооружения, напластование и свойства грунтов основания.

Проверку устойчивости основания отдельного фундамента следует производить с учетом работы основания всего сооружения в целом.

5.7.7. Расчет оснований по несущей способности в общем случае следует выполнять методами теории предельного равновесия, основанными на поиске наиболее опасной поверхности скольжения и обеспечивающими равенство сдвигающих и удерживающих сил. Возможные поверхности скольжения, отделяющие сдвигаемый массив грунта от неподвижного, могут быть приняты круглоцилиндрическими, ломаными, в виде логарифмической спирали и другой формы.

5.7.8. Возможные поверхности скольжения могут полностью или частично совпадать с выраженными ослабленными поверхностями в грунтовом массиве или пересекать слои слабых грунтов; при их выборе необходимо учитывать ограничения на перемещения грунта, исходя из конструктивных особенностей сооружения. При расчете должны учитываться различные сочетания нагрузок, отвечающие как периоду строительства, так и периоду эксплуатации сооружения.

5.7.9. Для каждой возможной поверхности скольжения вычисляют предельную нагрузку. При этом используют соотношения между вертикальными, горизонтальными и моментными компонентами нагрузки, которые ожидаются в момент потери устойчивости, и описывают нагрузку одним параметром. Этот параметр определяется из условия равновесия сил (в проекции на заданную ось) или моментов (относительно заданной оси). В качестве предельной нагрузки принимают минимальное значение.

5.7.10. В число рассматриваемых при определении равновесия сил включают вертикальные, горизонтальные и моментные нагрузки от сооружения, вес грунта, фильтрационные силы, силы трения и сцепления по выбранной поверхности скольжения, активное и (или) пассивное давление грунта на сдвигаемую часть грунтового массива вне поверхности скольжения.

5.7.11. Вертикальную составляющую силы предельного сопротивления , кН, основания, сложенного дисперсными грунтами в стабилизированном состоянии, допускается определять по формуле (5.32), если фундамент имеет плоскую подошву и грунты основания ниже подошвы однородны до глубины не менее ее ширины, а в случае различной вертикальной пригрузки с разных сторон фундамента интенсивность большей из них не превышает 0,5R (R - расчетное сопротивление грунта основания, определяемое в соответствии с 5.6.7 - 5.6.25)

 

, (5.32)

 

где b' и l' - то же, что и в формуле (5.29), при этом буквой b обозначена сторона фундамента, в направлении которой предполагается потеря устойчивости основания;

, ,  - безразмерные коэффициенты несущей способности, определяемые по таблице 5.12 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта  и угла наклона к вертикали  равнодействующей внешней нагрузки на основание F в уровне подошвы фундамента;

 и  - расчетные значения удельного веса грунтов, кН/м3, находящихся в пределах возможной призмы выпирания соответственно ниже и выше подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяют с учетом взвешивающего действия воды для грунтов, находящихся выше водоупора);

 - расчетное значение удельного сцепления грунта, кПа;

d - глубина заложения фундамента, м (в случае неодинаковой вертикальной пригрузки с разных сторон фундамента принимают значение d, соответствующее наименьшей пригрузке, например, со стороны подвала);

, ,  - коэффициенты формы фундамента, определяемые по формулам:

 

; ; ; (5.33)

 

здесь ;

l и b - соответственно длина и ширина подошвы фундамента, м, принимаемые в случае внецентренного приложения равнодействующей нагрузки равными приведенным значениям l' и b', определяемым по формуле (5.29).


 

Таблица 5.12

 

┌───────┬──────┬─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐

│Угол   │Обо-  │Коэффициенты несущей способности N     , N  и N  при углах наклона к вертикали               

│внут-  │зна-                                    гамма   q    c                                            

│реннего│чение │                   равнодействующей внешней нагрузки дельта, град, равных                   

│трения │коэф- │                                                                                             

│грунта │фици- ├──────┬──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┤

│фи ,   │ентов │  0     5      10       15       20       25       30       35       40       45   

  I                                                                                             

│град                                                                                            

├───────┼──────┼──────┼──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤

   0   │N       0     -       -        -        -        -        -        -        -        -   

       │ гамма│                                                                                   

       │N     │ 1,00 │                                                                             

       │ q                                                                                       

       │N     │ 5,14 │                                                                             

       │ c                                                                                       

├───────┼──────┼──────┼──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤

   5   │N     │ 0,20 │|0,05|│дельта' =│    -        -        -        -        -        -        -   

      │ гамма│      │|    |│= 4,9                                                                  

       │N     │ 1,57 │{0,26}│                                                                       

       │ q          │|    |│                                                                       

       │N     │ 6,49 │|2,93|│                                                                       

       │ c                                                                                       

├───────┼──────┼──────┼──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤

  10   │N     │ 0,60 │ 0,42 │ |0,12|  │дельта' =│    -        -        -        -        -        -   

       │ гамма│            │ |    |  │= 9,8                                                         

       │N     │ 2,47 │ 2,16 │ {1,16}                                                                

       │ q                │ |    |                                                                

       │N     │ 8,34 │ 6,57 │ |3,38|                                                                

       │ c                                                                                      

├───────┼──────┼──────┼──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤

  15   │N     │ 1,35 │ 1,02 │  0,61   │ |0,21|  │дельта' =│    -        -        -        -        -   

       │ гамма│                     │ |    |  │= 14,5                                               

       │N     │ 3,94 │ 3,45 │  2,84   │ {2,06}                                                       

       │ q                         │ |    |                                                       

       │N     │10,98 │ 9,13 │  6,88   │ |3,94|                                                       

       │ c                                                                                       

├───────┼──────┼──────┼──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤

  20   │N     │ 2,88 │ 2,18 │  1,47     0,82   │ |0,36|  │дельта' =│    -        -        -        -   

       │ гамма│                              │ |    |  │= 18,9                                      

       │N     │ 6,40 │ 5,56 │  4,64     3,64   │ {2,69}                                              

       │ q                                  │ |    |                                              

       │N     │14,84 │12,53 │  10,02    7,26   │ |4,95|                                              

       │ c                                                                                       

├───────┼──────┼──────┼──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤

  25   │N     │ 5,87 │ 4,50 │  3,18     2,00     1,05   │ |0,58|  │дельта' =│    -        -        -   

       │ гамма│                                       │ |    |  │= 22,9                             

       │N     │10,66 │ 9,17 │  7,65     6,13     4,58   │ {3,60}                                     

       │ q                                           │ |    |                                     

       │N     │20,72 │17,53 │  14,26    10,99    7,68   │ |5,58|                                     

       │ c                                                                                       

├───────┼──────┼──────┼──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤

  30   │N     │12,39 │ 9,43 │  6,72     4,44     2,63     1,29   │ |0,95|  │дельта' =│    -        -   

       │ гамма│                                                │ |    |  │= 26,5                    

       │N     │18,40 │15,63 │  12,94    10,37    7,96     5,67   │ {4,95}                             

       │ q                                                    │ |    |                            

       │N     │30,14 │25,34 │  20,68    16,23    12,05    8,09   │ |6,85|                            

       │ c                                                                                       

├───────┼──────┼──────┼──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤

  35   │N     │27,50 │20,58 │  14,63    9,79     6,08     3,38   │ |1,60|  │дельта' =│    -        -   

       │ гамма│                                                │ |    |  │= 29,8                    

       │N     │33,30 │27,86 │  22,77    18,12    13,94    10,24  │ {7,04}                            

       │ q                                                    │ |    |                            

       │N     │46,12 │38,36 │  31,09    24,45    18,48    13,19  │ |8,63|                            

       │ c                                                                                       

├───────┼──────┼──────┼──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤

  40   │N     │66,01 │48,30 │  33,84    22,56    14,18    8,26     4,30   │ |2,79 | │дельта' =│    -   

       │ гамма│                                                         │ |     | │32,7             

       │N     │64,19 │52,71 │  42,37    33,26    25,39    18,70    13,11  │ {10,46} │                 

       │ q                                                             │ |     | │                 

       │N     │75,31 │61,63 │  49,31    38,45    29,07    21,10    14,43  │ |11,27| │                 

       │ c                                                                                       

├───────┼──────┼──────┼──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤

  45   │N     │177,61│126,09│  86,20   56,50    32,26    20,73    11,26    5,45   │ |5,22 | │дельта' =│

       │ гамма│                                                                  │ |     | │= 35,2  

       │N     │134,87│108,24│  85,16    65,58    49,26    35,93    25,24    16,82  │ {16,42} │        

       │ q                                                                      │ |     | │        

       │N     │133,87│107,23│  84,16    64,58    48,26    34,93    24,24    15,82  │ |15,82| │        

       │ c                                                                                       

├───────┴──────┴──────┴──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┤

    Примечания. 1.  При    промежуточных     значениях    фи    и   дельта                                 

                                                            I                                              

│коэффициенты N     , N  и N  допускается определять интерполяцией.                                         

              гамма   q    c                                                                               

    2. В   фигурных   скобках  приведены  значения  коэффициентов  несущей                                  

│способности,  соответствующие  значению  угла  наклона  нагрузки  дельта',                                 

│исходя из условия формулы (5.35).                                                                          

└────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

Если , в формулах (5.33) следует принимать .

Угол наклона к вертикали равнодействующей внешней нагрузки на основание определяют из условия


 

, (5.34)

 

где  и  - соответственно горизонтальная и вертикальная составляющие внешней нагрузки F на основание в уровне подошвы фундамента, кН.

Расчет по формуле (5.32) допускается выполнять, если соблюдается условие

 

. (5.35)

 

Примечания. 1. При использовании формулы (5.32) в случае неодинаковой пригрузки с разных сторон фундамента в составе горизонтальных нагрузок следует учитывать активное давление грунта.

2. Если условие формулы (5.35) не выполняется, следует производить расчет фундамента на сдвиг по подошве (см. 5.7.12).

3. При соотношении сторон фундамента  фундамент рассматривается как ленточный и коэффициенты ,  и  принимают равными единице.

 

5.7.12. Расчет фундамента на сдвиг по подошве производят исходя из условия

 

, (5.36)

 

где  и  - суммы проекций на плоскость скольжения соответственно расчетных сдвигающих и удерживающих сил, кН, определяемых с учетом активного и пассивного давлений грунта на боковые грани фундамента, коэффициента трения подошвы фундамента по грунту, а также силы гидростатического противодавления (при уровне подземных вод выше подошвы фундамента);

 и  - то же, что и в формуле (5.27).

5.7.13. Расчет на плоский сдвиг по подошве производят при наличии горизонтальной составляющей нагрузки на фундамент в случаях:

нарушения условия формулы (5.35) применимости формулы (5.32);

наличия слоя грунта с низкими значениями прочностных характеристик непосредственно под подошвой фундамента;

в случаях, указанных в 5.7.14.

5.7.14. Предельное сопротивление основания (однородного ниже подошвы фундамента до глубины не менее 0,75b), сложенного медленно уплотняющимися водонасыщенными грунтами (см. 5.7.5), допускается определять следующим образом:

а) вертикальную составляющую силы предельного сопротивления основания ленточного фундамента , кН/м, по формуле

 

, (5.37)

 

где b' - то же, что и в формуле (5.28);

q - пригрузка с той стороны фундамента, в направлении которой действует горизонтальная составляющая нагрузки, кПа;

 - то же, что и в 5.7.5;

;

 - угол, рад, определяемый по формуле

 

, (5.38)

 

здесь  - горизонтальная составляющая расчетной нагрузки на 1 м длины фундамента с учетом активного давления грунта, кН/м.

Формулу (5.37) допускается использовать, если выполняется условие

 

; (5.39)

 

б) силу предельного сопротивления основания прямоугольного (l  ;= 3b) фундамента при действии на него вертикальной нагрузки допускается определять по формуле (5.32), полагая , , .

Во всех случаях, если на фундамент действуют горизонтальные нагрузки и основание сложено грунтами в нестабилизированном состоянии, следует производить расчет фундамента на сдвиг по подошве (см. 5.7.12).

 

5.8. Особенности проектирования оснований

при реконструкции сооружений

 

5.8.1. Техническое задание на проектирование оснований и фундаментов реконструируемых сооружений должно включать сведения о целях реконструкции (надстройка существующего сооружения, пристройка к нему новой части, устройство подземной части, встройка - при поднятии вышерасположенных этажей и устройстве в них промежуточных помещений и т.п.), характеристику здания, уровень ответственности, нагрузки и другие данные, необходимые для проектирования.

5.8.2. Исходные данные также должны содержать результаты инженерно-геологических изысканий площадки строительства на момент реконструкции, включающие определение деформационно-прочностных характеристик грунтов, в том числе полученных по испытаниям образцов, отобранных из-под подошвы фундаментов, и данные технического обследования фундаментов и конструкций сооружения. При выполнении технического обследования особое внимание должно уделяться прочностным характеристикам материалов строительных конструкций, наличию в них деформаций, трещин и т.п.

5.8.3. По полученным данным (см. 5.8.2) проверяют фактические и предполагаемые (в зависимости от целей реконструкции) давления на грунты основания под подошвой существующих фундаментов и устанавливают необходимость усиления основания. При выбранных способах усиления основание и конструкции фундаментов должны быть рассчитаны на нагрузки и воздействия, возникающие в период реконструкции сооружения и в процессе его дальнейшей эксплуатации.

5.8.4. При проектировании усиления оснований и фундаментов необходимо учитывать состояние конструкций подземной и наземной частей, а также особенности производства работ по усилению оснований, фундаментов, подземной и наземной частей сооружения.

В проектах реконструируемых сооружений должны приниматься такие решения по устройству или усилению оснований и фундаментов, при которых наиболее полно используются несущая способность существующих конструкций фундаментов и деформационно-прочностные характеристики грунтов.

5.8.5. Проектирование оснований фундаментов реконструируемых сооружений выполняют в соответствии с указаниями подразделов 5.1 - 5.7.

5.8.6. Расчетное сопротивление грунта основания R реконструируемого сооружения, в том числе при его предполагаемой надстройке, определяют по формуле (5.7) с учетом требований 5.6.23. При усилении конструкции фундаментов монолитной железобетонной обоймой толщиной до 10 см, площадь ее подошвы при расчете основания не учитывают. При толщине обоймы более 10 см ее площадь учитывается в расчете при условии, что она устраивается по предварительно втрамбованной в основание песчано-гравийной смеси.

5.8.7. Расчет оснований фундаментов по деформациям для реконструируемых сооружений производят исходя из условия

 

, (5.40)

 

где  - дополнительная осадка основания фундамента (совместная дополнительная деформация основания и сооружения), определяемая в соответствии с указаниями подраздела 5.6 с учетом совокупности техногенных воздействий, связанных с увеличением (снижением) нагрузки на основание, технологии и последовательности строительных работ;

 - предельное значение дополнительной осадки основания фундамента (предельное значение совместной дополнительной деформации основания и сооружения), устанавливаемое при проектировании реконструкции в соответствии с категорией технического состояния сооружения (см. Приложение Е) с учетом указаний 5.6.46 - 5.6.48.

Примечания. 1. Для расчета совместной деформации основания и реконструируемого сооружения  могут использоваться методы, указанные в 5.1.4.

2. При расчете оснований реконструируемых сооружений по деформациям условие формулы (5.40) должно выполняться в том числе для параметров, указанных в 5.6.4.

 

5.8.8. Предельные значения дополнительных деформаций основания реконструируемого сооружения, допускается принимать в зависимости от конструктивной схемы и категории технического состояния (Приложение Е) согласно Приложению Ж, если его конструкции не рассчитаны на усилия (в том числе с учетом мероприятий по усилению оснований, фундаментов и надземных конструкций), возникающие в них при взаимодействии с основанием при устройстве реконструкции и дальнейшей эксплуатации.

5.8.9. При устройстве в реконструируемых сооружениях подземных сооружений (подвалов, тоннелей и т.п.) должны учитываться: дополнительное активное горизонтальное давление, снижение несущей способности основания фундаментов и пр.

Если реконструкция вызывает увеличение нагрузок, необходимо оценивать несущую способность основания, особенно при наличии фундаментов с глубиной заложения менее 0,5 м.

5.8.10. При устройстве нового фундамента ниже существующего допустимая разность  отметок заложения соседних одиночных или ленточных фундаментов должна определяться по формуле (5.5).

5.8.11. Проектирование оснований и фундаментов при реконструкции должно вестись с учетом динамических воздействий от оборудования, установленного в зданиях, наземного и подземного транспорта, производства строительных работ и других источников на основе данных инструментальных измерений вибраций (см. раздел 6.13).

5.8.12. При расположении реконструируемого сооружения на застроенной территории следует производить оценку влияния реконструкции на окружающую застройку в соответствии с указаниями раздела 9.

5.8.13. В проекте оснований и фундаментов необходимо предусмотреть проведение работ по геотехническому мониторингу реконструируемого сооружения и окружающей застройки, при расположении объекта реконструкции на застроенной территории, в соответствии с указаниями раздела 12.

 

5.9. Мероприятия по уменьшению деформаций

оснований и влияния их на сооружения

 

5.9.1. Для выполнения требований расчета оснований по предельным состояниям кроме возможности и целесообразности изменения размеров фундаментов в плане или глубины их заложения (включая прорезку грунтов со специфическими свойствами), введения дополнительных связей, ограничивающих перемещения фундаментов, применения других типов фундаментов (например, свайных), изменения нагрузок на основание и т.д. следует рассмотреть необходимость применения:

а) мероприятий по предохранению грунтов основания от ухудшения их свойств (5.9.2);

б) мероприятий, направленных на преобразование строительных свойств грунтов (5.9.3);

в) конструктивных мероприятий, уменьшающих чувствительность сооружений к деформациям основания (5.9.4);

г) выравнивания сооружений или отдельных их частей: стационарным, а также временным специальным оборудованием; выбуриванием грунта из-под подошвы фундаментов; регулируемым замачиванием;

д) фундаментов эффективных форм и конструкций (буробетонных, с промежуточной подготовкой, с анкерами, щелевых, в вытрамбованных котлованах, из забивных блоков и т.п.).

При проектировании следует также учитывать возможность регулирования усилий в конструкциях сооружения, возникающих при его взаимодействии с основанием (5.9.5), а также регулирования напряженно-деформированного состояния грунта основания (5.9.7).

Выбор одного или комплекса мероприятий должен производиться с учетом требований 4.2.

5.9.2. К мероприятиям, предохраняющим грунты основания от ухудшения их строительных свойств, относятся:

а) водозащитные мероприятия на площадках, сложенных грунтами, чувствительными к изменению влажности (соответствующая компоновка генеральных планов, вертикальная планировка территории, обеспечивающая сток поверхностных вод, устройство дренажей, противофильтрационных завес и экранов, прокладка водопроводов в специальных каналах или размещение их на безопасных расстояниях от сооружений, контроль за возможными утечками воды и т.п.);

б) защита грунтов основания от химически активных жидкостей, способных привести к просадкам, набуханию, активизации карстовых явлений, повышению агрессивности подземных вод и т.п.;

в) ограничение источников внешних воздействий (например, вибраций);

г) предохранительные мероприятия, осуществляемые в процессе строительства сооружений (сохранение природной структуры и влажности грунтов, соблюдение технологии устройства оснований, фундаментов, подземных и наземных конструкций, не допускающей изменения принятой в проекте схемы и скорости передачи нагрузки на основание, особенно при наличии в основании медленно консолидирующихся грунтов и т.п.).

5.9.3. Преобразование строительных свойств грунтов основания (устройство искусственных оснований) достигается:

а) уплотнением грунтов (трамбованием тяжелыми трамбовками, устройством грунтовых свай, вытрамбовыванием котлованов под фундаменты, предварительным замачиванием грунтов, использованием энергии взрыва, глубинным гидровиброуплотнением, вибрационными машинами, катками и т.п.);

б) полной или частичной заменой в основании (в плане и по глубине) грунтов с неудовлетворительными свойствами подушками из песка, гравия, щебня и т.п.;

в) устройством насыпей (отсыпкой или гидронамывом);

г) закреплением грунтов (инъекционным, электрохимическим, буросмесительным, термическим и другими способами);

д) введением в грунт специальных добавок (например, засолением грунта или пропиткой его нефтепродуктами для ликвидации пучинистых свойств);

е) армированием грунта (введением специальных пленок, сеток и т.п.).

5.9.4. Конструктивные мероприятия, уменьшающие чувствительность сооружений к деформациям основания, включают:

а) рациональную компоновку сооружения в плане и по высоте;

б) повышение прочности и пространственной жесткости сооружений, достигаемое усилением конструкций, особенно конструкций фундаментно-подвальной части, в соответствии с результатами расчета сооружения во взаимодействии с основанием (введение дополнительных связей в каркасных конструкциях, устройство железобетонных или армокаменных поясов, разрезка сооружений на отсеки и т.п.);

в) увеличение податливости сооружений (если это позволяют технологические требования) за счет применения гибких или разрезных конструкций;

г) устройство приспособлений для выравнивания конструкций сооружения и рихтовки технологического оборудования.

Примечания. 1. Габариты приближения к строительным конструкциям подвижного технологического оборудования (мостовых кранов, лифтов и т.п.) должны обеспечивать их нормальную эксплуатацию с учетом возможных деформаций основания.

2. Для обеспечения нормальной эксплуатации лифтов многоэтажных зданий лифтовые шахты необходимо проектировать с учетом крена сооружения.

 

5.9.5. К мероприятиям, позволяющим уменьшить усилия в конструкциях сооружения при взаимодействии его с основанием, относятся:

а) размещение сооружения на площади застройки с учетом ее инженерно-геологического строения и возможных источников вредных влияний (линз слабых грунтов, старых горных выработок, карстовых полостей, внешних водоводов и т.п.);

б) применение соответствующих конструкций фундаментов (фундаментов с малой боковой поверхностью на подрабатываемых территориях, при наличии в основании пучинистых грунтов и др.);

в) засыпка пазух и устройство подушек под фундаментами из материалов, обладающих малым сцеплением и трением, применение специальных антифрикционных покрытий, отрывка временных компенсационных траншей для уменьшения усилий от горизонтальных деформаций оснований (например, в районах горных выработок);

г) регулирование сроков замоноличивания стыков сборных и сборно-монолитных конструкций;

д) обоснованная скорость и последовательность возведения отдельных частей сооружения;

е) устройство разделительных стенок между существующими и возводимым сооружением.

5.9.6. В случаях когда строительными мерами защиты и инженерной подготовки грунтов основания не исключаются деформации и крены сооружений, превышающие допустимые значения, основания следует проектировать с учетом мероприятий, снижающих осадки и крены, в том числе с применением выравнивания сооружения.

При проектировании сооружений с учетом возможности их выравнивания с помощью домкратов, а также при выравнивании эксплуатируемых сооружений следует выполнять расчет конструкций на воздействие неравномерных деформаций основания в стадии выравнивания. Расчетом на выравнивание необходимо проверить несущую способность и устойчивость конструкций фундаментов подвальной части зданий, воспринимающих сосредоточенную нагрузку от выравнивающих устройств, и глубину заложения фундаментов, включая проверку на устойчивость основания при передаче на него давления от выравнивающих устройств.

5.9.7. Регулирование напряженно-деформированного состояния грунта основания с целью уменьшения его деформируемости или повышения несущей способности может быть выполнено созданием принудительной деформации грунтов или приложением постоянно действующего давления в грунте следующими способами:

а) нагнетанием в ограниченный объем грунта твердеющего раствора (компенсационное нагнетание);

б) путем устройства в грунте пневматических конструкций, способных расширяться в грунте;

в) обжатием грунта атмосферным давлением (вакуумирование) и др.;

г) обжатием грунтов домкратами при выравнивании сооружений.

 

6. Особенности проектирования оснований сооружений,

возводимых на специфических грунтах и в особых условиях

 

6.1. Просадочные грунты

 

6.1.1. Основания, сложенные просадочными грунтами, должны проектироваться с учетом их особенности, заключающейся в том, что при повышении влажности выше определенного уровня происходит потеря прочности грунта и они дают дополнительные деформации - просадки - от внешней нагрузки и (или) собственного веса грунта.

6.1.2. При проектировании оснований, сложенных просадочными грунтами, следует учитывать возможность повышения их влажности за счет:

а) замачивания грунтов - сверху из внешних источников и (или) снизу при подъеме уровня подземных вод;

б) накопления влаги в грунте вследствие инфильтрации поверхностных вод и экранирования поверхности.

6.1.3. Просадочные грунты характеризуются относительной просадочностью  и начальным просадочным давлением . Указанные характеристики определяют в соответствии с 6.1.12, 6.1.14.

Нормативные значения  и  вычисляют как средние значения результатов их определений (ГОСТ 20522), а расчетные значения допускается принимать равными нормативным .

6.1.4. При проектировании оснований, сложенных просадочными грунтами, должны учитываться:

а) просадки от внешней нагрузки , происходящие в пределах верхней зоны просадки , измеряемой от подошвы фундамента до глубины, где суммарные вертикальные напряжения от внешней нагрузки и собственного веса грунта равны начальному просадочному давлению или сумма указанных напряжений минимальна (см. 6.1.15);

б) просадки от собственного веса грунта , происходящие в нижней зоне просадки , начиная с глубины, где суммарные вертикальные напряжения превышают начальное просадочное давление  или сумма вертикальных напряжений от собственного веса грунта и внешней нагрузки минимальна, и до нижней границы просадочной толщи;

в) неравномерность просадки грунтов ;

г) горизонтальные перемещения основания  в пределах криволинейной части просадочной воронки при просадке грунтов от собственного веса;

д) потеря устойчивости откосов и склонов;

е) дополнительные нагрузки вследствие образования в грунтовой толще водных куполов;

ж) дополнительные осадки подстилающего просадочную толщу грунтов, происходящие за счет изменения напряженного состояния грунтового массива (см. 6.1.7).

Примечание. Просадку грунтов учитывают при относительной просадочности .

 

6.1.5. При определении просадок грунтов и их неравномерности следует учитывать:

характер планировки территории (наличие выемок и срезки или насыпей и подсыпок, которые оказывают влияние на напряженное состояние грунтов основания, а также на вид и размер просадок);

возможные виды, размеры и места расположения источников замачивания грунтов; конструктивные особенности сооружения, в частности наличие тоннелей, подвалов под частью сооружения и т.п.;

дополнительные нагрузки на глубокие фундаменты, уплотненные и закрепленные массивы от сил негативного трения, возникающих при просадках грунтов от собственного веса.

Кроме того, необходимо учитывать, что при замачивании сверху больших площадей (ширина замачиваемой площади  равна или превышает толщину слоя просадочного грунта - просадочную толщу ) и замачивании снизу за счет подъема уровня подземных вод полностью проявляется просадка от собственного веса , а при замачивании сверху малых площадей  проявляется только ее часть  (см. 6.1.18).

Примечание. При определении неравномерности просадок грунтов следует учитывать возможные наиболее неблагоприятные виды и места расположения источников замачивания по отношению к рассчитываемому фундаменту или сооружению в целом.

 

6.1.6. Грунтовые условия площадок, сложенных просадочными грунтами, в зависимости от возможности проявления просадки грунтов от собственного веса подразделяют на два типа:

I тип - грунтовые условия, в которых возможна в основном просадка грунтов от внешней нагрузки, а просадка грунтов от собственного веса отсутствует или не превышает 5 см;

II тип - грунтовые условия, в которых помимо просадки грунтов от внешней нагрузки возможна их просадка от собственного веса и ее величина превышает 5 см.

6.1.7. Расчет оснований, сложенных просадочными грунтами, производят в соответствии с требованиями раздела 5.

При этом деформации основания определяют суммированием осадок и просадок. Осадки основания определяют без учета просадочных свойств грунтов исходя из деформационных характеристик грунтов при установившейся влажности, а просадки - в соответствии с требованиями 6.1.2 - 6.1.5.

Установившееся значение влажности принимают равным природной влажности w, если , и влажности на границе раскатывания , если .

Примечание. Следует также учитывать дополнительные осадки подстилающих просадочную толщу грунтов, которые могут быть вызваны изменением напряженного состояния грунтового массива из-за нагрузок: от зданий и сооружений, грунтовых подушек, подсыпок при выполнении вертикальной планировки, а также от веса воды при водонасыщении просадочной толщи и т.п.

 

6.1.8. Расчетное сопротивление грунта основания R при возможном замачивании просадочных грунтов (см. 6.1.2, а) принимают равным:

а) начальному просадочному давлению  при устранении возможности просадки грунтов от внешней нагрузки путем снижения давления по подошве фундамента;

б) значению, вычисленному по формуле (5.7) с использованием расчетных значений прочностных характеристик ( и ) в водонасыщенном состоянии.

При невозможности замачивания просадочных грунтов расчетное сопротивление грунта основания R определяют по формуле (5.7) с использованием прочностных характеристик этих грунтов при установившейся влажности (см. 6.1.7).

При определении расчетного сопротивления грунта основания при возможности его замачивания до полного водонасыщения коэффициенты условий работы  и  принимают по таблице 5.4 как для глинистых грунтов с показателем текучести , а при невозможности замачивания - с показателем текучести .

6.1.9. Предварительные размеры фундаментов сооружений I и II уровней ответственности, возводимых на просадочных грунтах, назначают исходя из расчетных сопротивлений основания , принимаемых по таблице В.4 Приложения В.

Указанными значениями  допускается пользоваться также для назначения окончательных размеров фундаментов сооружений III уровня ответственности, в которых отсутствует мокрый процесс.

6.1.10. При устранении просадочных свойств грунтов уплотнением или закреплением для сооружений I и II уровней ответственности необходимо обеспечить, чтобы полное давление на кровлю подстилающего неуплотненного или незакрепленного слоя не превышало начальное просадочное давление .

6.1.11. Просадку грунтов основания , см, при увеличении их влажности вследствие замачивания сверху больших площадей (см. 6.1.5), а также замачивания снизу при подъеме уровня подземных вод определяют по формуле

 

, (6.1)

 

где  - относительная просадочность i-го слоя грунта, определяемая в соответствии с 6.1.12;

 - толщина i-го слоя, см;

 - коэффициент, определяемый в соответствии с 6.1.13;

n - число слоев, на которое разбита зона просадки , принимаемое в соответствии с 6.1.17.

6.1.12. Относительную просадочность грунта  определяют на основе испытаний грунта в лабораторных условиях (ГОСТ 23161) по формуле

 

, (6.2)

 

где  и  - высота образца, см, соответственно природной влажности и после его полного водонасыщения  при давлении p, кПа, равном вертикальному напряжению на рассматриваемой глубине от внешней нагрузки и собственного веса грунта  при определении просадки грунта в верхней зоне просадки; при определении просадки грунта в нижней зоне просадки также учитывают дополнительную нагрузку от сил негативного трения;

 - высота, см, того же образца природной влажности при .

Значение  может быть определено также в полевых условиях по испытаниям грунта штампом с замачиванием (ГОСТ 20276).

6.1.13. Коэффициент , входящий в формулу (6.1), при b  ;= 12 м принимают равным единице для всех слоев грунта в пределах зоны просадки; при b  ;= 3 м вычисляют по формуле

 

, (6.3)

 

где p - среднее давление под подошвой фундамента, кПа;

 - начальное просадочное давление грунта i-го слоя, кПа, определяемое в соответствии с 6.1.14;

 - давление, равное 100 кПа.

При 3 м  ; b  ; 12 м  определяют интерполяцией.

При определении просадки грунта от собственного веса следует принимать  при  и  при , при промежуточных значениях  коэффициент  определяют интерполяцией.

6.1.14. За начальное просадочное давление  принимают давление, соответствующее:

при лабораторных испытаниях грунтов в компрессионном приборе (ГОСТ 23161) - давлению, при котором относительная просадочность  равна 0,01;

при полевых испытаниях штампами предварительно замоченных грунтов (ГОСТ 20276) - давлению, равному пределу пропорциональности на графике "нагрузка - осадка";

при замачивании грунтов в опытных котлованах - вертикальному напряжению от собственного веса грунта на глубине, начиная с которой происходит просадка грунта от собственного веса.

6.1.15. Толщину зоны просадки грунта  принимают равной (см. рисунок 6.1):

толщине верхней зоны просадочной толщи  при определении просадки грунта от внешней нагрузки  (см. 6.1.4), при этом нижняя граница указанной зоны соответствует глубине, где  (см. рисунок 6.1 а, б), или глубине, где значение  минимально, если  (см. рисунок 6.1, в);

толщине нижней зоны просадочной толщи  при определении просадки грунта от собственного веса  (см. 6.1.4, 6.1.5), т.е. начиная с глубины , где , или значение  минимально, если , и до нижней границы просадочной толщи.

 

 

а)

 

 

б)

 

 

в)

 

 

г)

 

а - просадка от собственного веса  отсутствует

(не превышает 5 см), возможна только просадка от внешней

нагрузки  в верхней зоне просадки  (I тип грунтовых

условий); б, в, г - возможна просадка от собственного веса

 в нижней зоне просадки , начиная с глубины 

(II тип грунтовых условий); б - верхняя и нижняя зоны

просадки не сливаются, имеется нейтральная зона ;

в - верхняя и нижняя зоны просадки сливаются; г - просадка

от внешней нагрузки отсутствует; 1 - вертикальные

напряжения от собственного веса грунта ; 2 - суммарные

вертикальные напряжения от внешней нагрузки и собственного

веса грунта ; 3 - изменение с глубиной

начального просадочного давления ;  - толщина

слоя просадочных грунтов (просадочная толща);

d - глубина заложения фундамента

 

Рисунок 6.1. Схемы к расчету просадок основания фундаментов

 

6.1.16. При отсутствии опытных определений начального просадочного давления суммирование по формуле (6.1) производят до глубины, на которой относительная просадочность  от давления  равна 0,01.

6.1.17. Для расчета просадки грунта от нагрузки фундамента просадочную толщу разбивают на отдельные слои  в соответствии с литологическим разрезом и горизонтами определения . При этом толщина слоев должна быть не более 2 м, а изменение суммарного напряжения в пределах каждого слоя не должно превышать 200 кПа.

При расчете просадок по формуле (6.1) учитывают только слои грунта, относительная просадочность которых при фактическом напряжении . Слои, в которых , исключают из рассмотрения. Указанные требования относятся и к расчету максимальной просадки грунта от собственного веса по формуле (6.1).

6.1.18. Возможную просадку грунта от собственного веса , см, при замачивании сверху малых площадей (ширина замачиваемой площади  меньше размера просадочной толщи ) определяют по формуле

 

, (6.4)

 

где  - максимальное значение просадки грунта от собственного веса, см, определяемое в соответствии с 6.1.11.

6.1.19. При проектировании оснований, сложенных просадочными грунтами, в случае их возможного замачивания (см. 6.1.2, а) должны предусматриваться мероприятия, исключающие или снижающие до допустимых пределов просадки оснований и (или) уменьшающие их влияние на эксплуатационную надежность сооружений в соответствии с 6.1.21, 6.1.22.

В случае невозможности замачивания основания в течение всего срока эксплуатации сооружения (с учетом его возможной реконструкции) просадочные свойства грунтов допускается не учитывать, однако в расчетах должны использоваться физико-механические характеристики грунтов, соответствующие установившейся влажности (см. 6.1.7).

6.1.20. Расчет просадки в грунтовых условиях I типа не производят, если в пределах всей просадочной толщи сумма вертикальных напряжений от внешней нагрузки и от собственного веса грунта не превышает начальное просадочное давление .

6.1.21. При возможности замачивания грунтов основания (см. 6.1.2) следует предусматривать:

а) устранение просадочных свойств грунтов в пределах всей просадочной толщи (см. 6.1.22);

б) прорезку просадочной толщи фундаментами, в том числе свайными и массивами из закрепленного грунта (см. 6.1.23);

в) комплекс мероприятий, включающий частичное устранение просадочных свойств грунтов, водозащитные и конструктивные мероприятия, указанные в разделе 5.9.

В грунтовых условиях II типа наряду с устранением просадочных свойств грунтов или прорезкой просадочной толщи фундаментами глубокого заложения должны предусматриваться водозащитные мероприятия, а также соответствующая компоновка генплана.

Выбор мероприятий должен производиться с учетом типа грунтовых условий, вида возможного замачивания, расчетной просадки, взаимосвязи проектируемых сооружений с сооружениями окружающей застройки в соответствии с требованиями 4.2.

6.1.22. Устранение просадочных свойств грунтов достигается:

а) в пределах верхней зоны просадки или ее части - уплотнением тяжелыми трамбовками, устройством грунтовых подушек, вытрамбовыванием котлованов, в том числе с устройством уширения из жесткого материала (бетона, щебня, песчано-гравийной смеси), химическим или термическим закреплением;

б) в пределах всей просадочной толщи - глубинным уплотнением грунтовыми сваями, предварительным замачиванием грунтов основания, в том числе с глубинными взрывами, химическим или термическим закреплением.

6.1.23. При проектировании заглубленных фундаментов следует учитывать:

в грунтовых условиях I типа - сопротивление грунта по боковой поверхности фундаментов;

в грунтовых условиях II типа - негативное трение грунта по боковой поверхности фундаментов, возникающее при просадке грунтов от собственного веса.

 

6.2. Набухающие грунты

 

6.2.1. Основания, сложенные набухающими грунтами, должны проектироваться с учетом способности таких грунтов при повышении влажности увеличиваться в объеме - набухать. При последующем понижении влажности у набухающих грунтов происходит обратный процесс - усадка.

Необходимо учитывать, что способностью набухать при увеличении влажности обладают некоторые виды шлаков (например, шлаки электроплавильных производств), а также обычные глинистые грунты (не набухающие при увеличении влажности), если они замачиваются химическими отходами производств (например, растворами серной кислоты).

Возможность набухания шлаков при их увлажнении и глинистых грунтов при замачивании химическими отходами производств устанавливают опытным путем в лабораторных или полевых условиях.

6.2.2. Набухающие грунты характеризуются относительным набуханием при заданном давлении , давлением набухания , влажностью набухания , и относительной усадкой при высыхании .

Указанные характеристики определяют в соответствии с 6.2.7, 6.2.10 и 6.2.16.

6.2.3. При проектировании оснований, сложенных набухающими грунтами, следует учитывать возможность:

набухания грунтов за счет подъема уровня подземных вод или инфильтрации - увлажнения грунтов производственными или поверхностными водами;

набухания грунтов за счет накопления влаги под сооружениями в ограниченной по глубине зоне вследствие нарушения природных условий испарения при застройке и асфальтировании территории (экранирование поверхности);

набухания и усадки грунта в верхней части зоны аэрации - за счет изменения водно-теплового режима (сезонных климатических факторов);

усадки за счет высыхания от воздействия тепловых источников.

Примечание. При проектировании заглубленных частей сооружений необходимо учитывать горизонтальное давление, возникающее при набухании и усадке грунтов.

 

6.2.4. Горизонтальное давление , кПа, определяют по формуле

 

, (6.5)

 

где  - коэффициент условий работы, равный 0,85;

 - коэффициент, зависящий от интенсивности набухания и принимаемый по таблице 6.1;

 - максимальное горизонтальное давление, определяемое в лабораторных условиях, кПа.

 

Таблица 6.1

 

┌───────────────────────────────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┐

    Интенсивность набухания    │ 0,1 │ 0,2 │ 0,3 │ 0,4 │ 0,5 │ 0,6 │ 0,7 │

          за 1 сут, %                                            

├───────────────────────────────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤

              k                │1,40 │1,25 │1,12 │1,05 │1,02 │1,01 │1,00 │

               sw                                                

└───────────────────────────────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┘

 

6.2.5. Основания, сложенные набухающими грунтами, должны рассчитываться в соответствии с требованиями раздела 5.

Деформации основания в результате набухания или усадки грунта должны определяться путем суммирования деформаций отдельных слоев основания согласно 6.2.9, 6.2.15.

При определении деформаций основания осадка его от внешней нагрузки и возможная осадка от уменьшения влажности набухающего грунта должны суммироваться. Подъем основания в результате набухания грунта определяют в предположении, что осадки основания от внешней нагрузки стабилизировались.

Предельные значения деформаций основания фундаментов, вызываемых набуханием (усадкой) грунтов, допускается принимать в соответствии с указаниями Приложения Д с учетом требований 5.6.50.

6.2.6. При расчете оснований из набухающих грунтов должны применяться характеристики грунтов при их природной плотности и влажности. При расчете оснований из набухающих грунтов после их предварительного замачивания используют характеристики грунта в замоченном состоянии.

Расчетное сопротивление грунтов оснований, сложенных набухающими грунтами, вычисляют по формуле (5.7). При этом рекомендуется учитывать допустимость его повышения согласно указаниям 5.6.24, что будет способствовать уменьшению подъема фундамента при набухании грунта.

6.2.7. Относительное набухание , давление набухания  и относительную усадку  определяют по результатам лабораторных испытаний (ГОСТ 24143) с учетом указанных в 6.2.3 причин набухания или усадки. Эти характеристики могут быть получены также по данным полевых испытаний грунтов штампом.

6.2.8. Нормативные значения характеристик  и  набухающих грунтов вычисляют как средние значения результатов их определений (ГОСТ 20522). Расчетные значения этих характеристик допускается принимать равными нормативным .

6.2.9. Подъем основания при набухании грунта , см, определяют по формуле

 

, (6.6)

 

где  - относительное набухание грунта i-го слоя, определяемое в соответствии с 6.2.10;