Пучинистые грунты

6.8.1. Основания, сложенные пучинистыми грунтами, должны проектироваться с учетом способности таких грунтов при сезонном или многолетнем промерзании увеличиваться в объеме, что сопровождается подъемом поверхности грунта и развитием сил морозного пучения, действующих на фундаменты и другие конструкции сооружений. При последующем оттаивании пучинистого грунта происходит его осадка.

6.8.2. К пучинистым грунтам относятся глинистые грунты, пески пылеватые и мелкие, а также крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем, имеющие к началу промерзания влажность выше определенного уровня (ГОСТ 25100). При проектировании фундаментов на основаниях, сложенных пучинистыми грунтами, следует учитывать возможность повышения влажности грунта за счет подъема уровня подземных вод, инфильтрации поверхностных вод и экранирования поверхности.

6.8.3. Пучинистые грунты характеризуются:

абсолютной деформацией морозного пучения h_f, представляющей подъем ненагруженной поверхности промерзающего грунта;

относительной деформацией (интенсивностью) морозного пучения e_fh - отношением h_f к толщине промерзающего слоя d_f;

вертикальным давлением морозного пучения p_fh,v, действующим нормально к подошве фундамента;

горизонтальным давлением морозного пучения p_fh,h, действующим нормально к боковой поверхности фундамента;

удельным значением касательной силы морозного пучения t_fh, действующей вдоль боковой поверхности фундамента.

Указанные характеристики должны устанавливаться на основе опытных данных с учетом возможного изменения гидрогеологических условий. Для сооружений III уровня ответственности допускается определять значения e_fh в зависимости от параметра R_f (рисунок 6.9), вычисляемого по формуле

_{0127S10-05936}

(6.31)

где w, w_p - влажность в пределах слоя промерзающего грунта соответственно природная и на границе раскатывания, доли единицы;

w_cr - критическая влажность, доли единицы, ниже значения которой в промерзающем пучинистом грунте прекращается перераспределение влаги, вызывающей морозное пучение; определяется по графикам (см. рисунок 6.10);

w_sat - полная влагоемкость грунта, доли единицы;

ρ_d - плотность сухого грунта, т/м³;

M₀ - безразмерный коэффициент, численно равный абсолютному значению средней многолетней температуры воздуха за зимний период, определяемый в соответствии с СНиП 23-01.

6.8.4. По степени пучинистости грунты подразделяют в зависимости от e_fh на пять групп (ГОСТ 25100). Принадлежность глинистого грунта к одной из групп также может быть оценена по параметру R_f (см. рисунок 6.9).

6.8.5. Расчет оснований, сложенных пучинистыми грунтами, должен выполняться в соответствии с рекомендациями раздела 5 и предусматривать проверку устойчивости фундаментов при действии сил морозного пучения.

6.8.6. Расчет устойчивости фундаментов на воздействие касательных сил морозного пучения, действующих вдоль боковой поверхности фундаментов, должен выполняться при заложении подошвы фундаментов ниже расчетной глубины промерзания пучинистых грунтов.

Устойчивость фундаментов проверяют по формуле

(6.32)

где t_fh - значение расчетной удельной касательной силы пучения, кПа, принимаемое по 6.8.7;

А_fh - площадь боковой поверхности фундамента, находящейся в пределах расчетно глубины сезонного промерзания, м²;

F - расчетная постоянная нагрузка, кН, при коэффициенте надежности по нагрузке g_f = 0,9;

F_rf - расчетное значение силы, кН, удерживающей фундамент от выпучивания вследствие трения его боковой поверхности о талый грунт, лежащий ниже расчетной глубины промерзания;

g_c - коэффициент условий работы, принимаемый равным 1,0;

g_n - коэффициент надежности, принимаемый равным 1,1.

0127S10-05936

1, 2 - супеси; 3 - суглинки; 4 - суглинки с 0,07 < I_p £ 0,13; 5 - суглинки с 0,13 < I_p £ 0,17; 6 - глины (в грунтах 2, 4 и 5 содержание пылеватых частиц размером 0,05 - 0,005 мм составляет более 50 % по массе); а - практически непучинистый; б - слабопучинистый; в - среднепучинистый; г - сильнопучинистый; д - чрезмернопучинистый

Рисунок 6.9 - Взаимосвязь параметра R_f и относительной деформации пучения e_fh

0127S10-05936

Рисунок 6.10 - Зависимость критической влажности w_cr от числа пластичности I_p и предела текучести грунта w_L