Засоленные грунты
Рисунок 6.2 - Схема к расчету подъема основания при набухании грунта
Таблица 6.2
| (d + z)/Bw | Коэффициент kg при отношении длины к ширине замачиваемой площади Lw/Bw, равном | ||||
| 0,5 | |||||
| 0,58 | 0,50 | 0,43 | 0,36 | 0,29 | |
| 0,81 | 0,70 | 0,61 | 0,50 | 0,40 | |
| 0,94 | 0,82 | 0,71 | 0,59 | 0,47 | |
| 1,02 | 0,89 | 0,77 | 0,64 | 0,53 | |
| 1,07 | 0,94 | 0,82 | 0,69 | 0,77 |
6.2.15. Осадку основания в результате высыхания набухшего грунта ssh, см, определяют по формуле
(6.12)
где esh,i - относительная линейная усадка грунта i-го слоя, определяемая в соответствии с 6.2.16;
hi - толщина i-го слоя грунта, см;
ksh - коэффициент, принимаемый равным 1,3;
n - число слоев, на которое разбита зона усадки грунта, принимаемая в соответствии с 6.2.17.
Допускается принимать esh,i, определяемую без нагрузки, при этом ksh = 1,2.
6.2.16. Относительную линейную усадку грунта при его высыхании esh определяют по формуле
esh = (hn - hd)/hn, (6.13)
где hn - высота образца грунта, см, после его максимального набухания при обжатии его суммарным вертикальным напряжением без возможности бокового расширения;
hd - высота образца, см, в тех же условиях после уменьшения влажности в результате высыхания.
6.2.17. Нижнюю границу зоны усадки Hsh определяют экспериментальным путем, а при отсутствии опытных данных принимают равной 5 м.
При высыхании грунта в результате теплового воздействия технологических установок нижнюю границу зоны усадки Нsh определяют опытным путем или соответствующим расчетом.
6.2.18. При расчетных деформациях основания, сложенного набухающими грунтами, больше предельных или недостаточной несущей способности основания должны предусматриваться следующие мероприятия в соответствии с подразделом 5.9:
водозащитные мероприятия;
предварительное замачивание основания в пределах всей или части толщи набухающих грунтов;
применение компенсирующих песчаных подушек;
полная или частичная замена слоя набухающего грунта ненабухающим;
полная или частичная прорезка фундаментами слоя набухающего грунта.
6.2.19. Глубину предварительного замачивания, толщину частично заменяемого слоя набухающего грунта или частичной его прорезки назначают в зависимости от требуемого снижения деформаций от набухания.
6.2.20. При возведении фундаментов на предварительно замоченном основании из набухающих грунтов следует предусматривать устройство подушек из песка, щебня или гравия либо упрочнение верхнего слоя грунта связующими материалами.
6.2.21. Компенсирующие песчаные подушки устраивают на кровле или в пределах слоя набухающих грунтов при давлении, передаваемом на основание, не менее 0,1 МПа.
Для устройства подушек применяют пески любой крупности, за исключением пылеватых, уплотняемые до плотности в сухом состоянии не менее 1,6 т/м3.
Компенсирующие песчаные подушки устраивают только под ленточные фундаменты, когда их ширина не превышает 1,2 м. Размеры подушки назначают по таблице 6.3.
Таблица 6.3
| Ширина фундамента b, м | Ширина подушки В, м | Высота подушки h, м |
| 0,5 < b £ 0,7 | 2,4b | 1,2b |
| 0,7 < b £ 1,0 | 2b | 1,15b |
| 1,0 < b £ 1,2 | 1,8b | 1,1b |
6.2.22. Уменьшение подъема фундамента на естественном основании из набухающих грунтов может обеспечиваться путем анкеровки фундамента с помощью свай, частично или полностью прорезающих набухающий слой. При этом нагрузка, передаваемая сооружением, воспринимается совместно фундаментом и сваями, а предельные деформации (осадки, подъемы) этой конструкции не должны превышать предельных значений.
6.2.23. К числу конструктивных мероприятий относят увеличение жесткости и прочности сооружения путем разбивки его на отдельные отсеки осадочными швами. Отсек должен иметь правильную геометрическую форму в плане и одинаковую высоту. Увеличение жесткости и прочности достигается также введением железобетонных непрерывных поясов толщиной не менее 15 см, устраиваемых по высоте в нескольких уровнях. Пояса следует армировать каркасами, располагаемыми на уровне перекрытий или верха проема и полностью перекрывающими наружные стены. Пояса предусматривают при частичной прорезке набухающих грунтов; частичной замене набухающего грунта ненабухающим; устройстве компенсирующих подушек; предварительном замачивании набухающих грунтов.
6.2.24. Замену набухающего грунта производят местным ненабухающим грунтом, уплотняемым до заданной плотности. Проектирование оснований сооружений в этом случае должно выполняться как на обычных ненабухающих грунтах.
6.2.25. Допускается использовать набухающие грунты для обратной засыпки пазух и траншей при условии, что горизонтальное давление, вызванное их увлажнением, окажется допустимым для данного сооружения, а возможный подъем грунта засыпки не приведет к ухудшению условий эксплуатации. Уплотнение грунтов производят в соответствии с требованиями, принятыми для устройства грунтовых подушек и обратных засыпок из обычных грунтов.
6.3.1. Основания, сложенные засоленными грунтами, должны проектироваться с учетом их особенностей, обусловливающих:
образование при длительной фильтрации воды и выщелачивании солей суффозионной осадки ssf;
изменение в процессе выщелачивания солей физико-механических свойств грунта, сопровождающееся, как правило, снижением его прочностных характеристик;
повышенную агрессивность подземных вод к материалам подземных конструкций за счет растворения солей, содержащихся в грунте.
Следует также иметь в виду, что в засоленных грунтах при их замачивании могут проявляться просадка или набухание.
Примечание - Отнесение грунтов к засоленным и их подразделение в зависимости от суммарного содержания легко- и среднерастворимых солей по степени засоленности следует производить по ГОСТ 25100.
6.3.2. Засоленные грунты характеризуют относительным суффозионным сжатием esf и начальным давлением суффозионного сжатия psf.
Значения esf и psf определяют, как правило, лабораторными методами (компрессионно-фильтрационные испытания), а для детального изучения отдельных участков строительной площадки - полевыми испытаниями статической нагрузкой с длительным замачиванием основания. При наличии результатов полевых испытаний и опыта строительства в аналогичных инженерно-геологических условиях указанные характеристики допускается определять только лабораторными методами.
Значения esf и psf определяют в соответствии с 6.3.14.
6.3.3. Для предварительных расчетов суффозионной осадки основания сооружений I и II уровней ответственности и для окончательных расчетов сооружений III уровня ответственности допускается определять значение относительного суффозионного сжатия esf глинистых загипсованных грунтов по формуле (6.14), если они представлены:
суглинками с w = 0,02 - 0,04; IL = 0,08 - 0,12; ρd = 1,2 - 1,6 г/см3; e = 0,75 - 1,1;
супесями с w = 0,01 - 0,03; IL = 0,03 - 0,07; ρd = 1,4 - 1,45 г/см3; e = 0,9 - 1,0.
esf = k1d0ρdbn/ρg, (6.14)
где k1 - коэффициент, зависящий от вида грунта, содержания гипса и давления и принимаемый по таблице 6.4;
d0 - начальное содержание гипса в грунте, доли единицы;
ρd - начальная плотность сухого грунта, г/см3;
ρg - плотность частиц гипса, г/см3;
b - степень выщелачивания, доли единицы;
n - коэффициент, принимаемый для суглинков равным 1, для супесей - 1/3.
Таблица 6.4
| Вид грунта | Содержание гипса, доли единицы | Коэффициент k1 при давлении, МПа | |||
| 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | ||
| Супесь | 0,1 | 0,86 | 0,70 | 0,52 | 0,43 |
| 0,2 | 0,95 | 0,90 | 0,83 | 0,76 | |
| 0,3 | 0,97 | 0,95 | 0,90 | 0,85 | |
| Суглинок | 0,1 | 0,08 | 0,15 | 0,30 | 0,46 |
| 0,2 | 0,15 | 0,27 | 0,50 | 0,84 | |
| 0,3 | 0,45 | 0,60 | 0,80 | 1,10 | |
| 0,4 | 0,85 | 0,96 | 1,07 | 1,30 | |
| 0,5 | 1,08 | 1,15 | 1,22 | 1,38 |
6.3.4. Нормативные значения характеристик засоленных грунтов esf и psf вычисляют как средние значения результатов их определений (ГОСТ 20522). Расчетные значения допускается принимать равными нормативным (gg = 1).
6.3.5. Расчет оснований, сложенных засоленными грунтами, должен производиться в соответствии с требованиями раздела 5. Если засоленные грунты являются просадочными или набухающими, следует учитывать соответственно требования подразделов 6.1 и 6.2.
6.3.6. Расчетное сопротивление R основания, сложенного засоленными грунтами, при возможности длительного замачивания грунтов и выщелачивания солей определяют по формуле (5.7) с использованием расчетных значений прочностных характеристик (jII и cII), полученных для грунтов в водонасыщенном состоянии после выщелачивания солей.
При невозможности длительного замачивания грунтов и выщелачивания солей значение R следует определять по формуле (5.7) с использованием прочностных характеристик, полученных для засоленных грунтов в водонасыщенном состоянии.
При вычислении R для частично или полностью выщелоченных грунтов коэффициент условий работы грунтового основания gс1в формуле (5.7) для загипсованных суглинков с начальным содержанием гипса d0 £ 20 % принимают равным 1,1, а для суглинков с d0 > 20 % и для всех загипсованных супесей gс1 = 1.
Коэффициент условий работы сооружения gc2 во взаимодействии с основанием в формуле (5.7) для всех засоленных грунтов принимают равным единице.
Коэффициент k в формуле (5.7) принимают равным единице при определении прочностных характеристик засоленных грунтов в лабораторных условиях в приборах трехосного сжатия и в полевых условиях методом сдвига целика и k = 1,1 при определении этих характеристик в лабораторных условиях в приборах одноплоскостного среза и по таблицам приложения Б.
6.3.7. Деформации основания фундаментов определяют суммированием осадки основания при природной влажности от внешней нагрузки (см. подраздел 5.6) и суффозионной осадки, а также просадки, набухания или усадки, если засоленные грунты являются просадочными или набухающими.
При невозможности длительного замачивания грунтов и выщелачивания солей деформации основания фундаментов определяют в соответствии с подразделом 5.6 исходя из деформационных характеристик засоленных грунтов при полном водонасыщении.
6.3.8. Максимальные и средние суффозионные осадки, разность осадок и крены отдельных фундаментов и сооружения в целом необходимо рассчитывать с учетом неравномерности замачивания основания, схемы фильтрационного потока в пределах отдельного фундамента или контура сооружения, неоднородности распределения солей в грунте по площади и по глубине основания.
6.3.9. Расчет суффозионной осадки основания, сложенного глинистыми грунтами с легкорастворимыми солями и загипсованными песками, следует выполнять в пределах зоны, условно ограниченной глубиной сжимаемой толщи Нс, определяемой согласно 5.6.41. При этом принимают, что в пределах сжимаемой толщи грунты подвергаются полному рассолению, т.е. степень выщелачивания b определяемая по ГОСТ 12248, равна единице.
6.3.10. При расчете суффозионных осадок оснований, сложенных загипсованными глинистыми грунтами, принимают, что:
длина зоны, в пределах которой возможно выщелачивание гипса (выщелачиваемая зона Hl), ограничена условием предельного насыщения гипсом фильтрующей жидкости;
в процессе фильтрации происходит развитие выщелачиваемой зоны, т.е. увеличивается ее длина и уменьшается содержание гипса в грунте в направлении движения фильтрационного потока;
суффозионные осадки основания происходят только в пределах выщелачиваемой зоны.
6.3.11. При расчете суффозионных осадок основания, сложенного загипсованными глинистыми грунтами, следует различать две схемы фильтрационного потока в основании фундамента (см. рисунок 6.3).
0127S10-05936
1 - вертикальная фильтрация; 2 - горизонтальная фильтрация в слое ограниченной толщины