НИИОСП им. Н. М. Герсеваиова Госстроя СССР

Руководство

по проектированию и устройству фундаментов в вытрамбованных

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОСНОВАНИЙ И ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ ИМЕНИ Н М. ГЕРСЕВАНОВА

(НИИОСН ИМ. Н. М. ГЕРСЕВАНОВА) ГОССТРОЯ СССР

РУКОВОДСТВО

ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И УСТРОЙСТВУ ФУНДАМЕНТОВ В ВЫТРАМБОВАННЫХ КОТЛОВАНАХ

МОСКВА СТРОЙИЗДАТ 1981

под колойны (рис. 4), а также увеличением глубины вытрамбовывания и размеров уширенного основания.

2.6. В бескаркасных зданиях фундаменты в вытрамбованных котлованах располагаются по осям стен на расстояниях, определяемых исходя из нагрузок на фундаменты, планов расположения стен, длины фундаментных балок, прочности и дефор матив'ности цокольных панелей и панелей технического подполья, а также с учетом возможности вытрамбовывания близко расположенных котлованов.

Во всех случаях фундаменты располагаются в местах пересечения стен. При пересечении стен на расстоянии до 1,5 м, например у лоджий в жилых зданиях, допускается принимать один фундамент с устройством ростверков или уширенных оголовков соответствующих размеров (рис. 5).

2.7. При расстояниях в свету поверху между фундаментами вмин^26_Ср фундаменты рассматриваются как отдельно стоящие, а при а_Мин<&_Ср — как ленточные прерывистые (рис. 2).

Минимально допустимые расстояния в свету поверху между отдельными котлованами ленточных прерывистых фундаментов исходя из условия ограничения вертикальных и горизонтальных перемещений грунтов при вытрамбовывании котлованов принимают равными;

при последовательном вытрамбовывании котлованов в один этап Ямин = 0,8&_ср>

при вытрамбовывании котлованов и бетонировании фундаментов в два этапа, т. е. через один фундамент

Ямин — 0»5&ср*

Минимальное расстояние в осях между соседними фундаментами в вытрамбованных котлованах с уширенным основанием должно быть не менее ЗЬ_Ср.

10

2.8.    Под парные стены бескаркасных зданий в местах деформационных швов фундаменты выполняются по одному из следующих вариантов:

а)    общие иод обе стены с соответствующим увеличением их размеров поверху — ну гем повышения глубины вытрамбовывания, с устройством ростверка^ или уширенного оголовка (ом. рис. 4);

б)    спаренные — путем вытрамбовывания котлованов на каждый фундамент в два следа (удара трамбовки) (ом. рис. 3);

в)    раздельные, которые вытрамбовываются в два этапа после укладки бетона .в ранее вытрамбованные котлованы.

2.9.    Размеры в плане и конфигурация -вытрамбованных котлованов принимаются в соответствии с размерами фундаментов.

Глубина вытрамбованных котлованов принимается исходя из необходимой глубины заложения фундаментов с учетом требований пп. 3.27—3.319 главы СНиП 11-15-74, а также связи их с каналами, приямками, коммуникациями. При расположении каналов, приямков и т. д. от фундаментов на расстояниях в свету менее 6_ср глубина вытрамбовывания котлованов принимается не выше отметки заложения близ расположенных коммуникаций.

Минимальная глубина вытрамбовывания котлованов h_ипа фундаментов неглубокого заложения без уширения основания должна быть не менее величины, определяемой из необходимости получения в основании максимально возможной толщины уплотненной зоны по формуле

(2)

где    Луп л    — максимально получаемая толщина уплотненного слоя

под котлованами, принимаемая по п. 2ЛЗ«;

Ус к — среднее значение объемной массы скелета грунта естественного сложения (или насыпного) в пределах слоя от отметки вытрамбовывания до нижней границы уплотняемой зоны, тс/м³;

делах уплотняемой з-оны, определяемое по формуле

Уск упл —среднее значение объемной массы скелета грунта в пре-

(3)

где уs — удельный вес грунта, тс/м³;

G — степень влажности уплотненного грунта, принимаемая 0,9;

W — влажность грунта в долях единицы;

У»—удельный вес воды, принимаемый равным 1 тс/м³.

Для фундаментов с уширенны-м основанием минимальная глубина вытрамбовывания принимается /1_МИн^26_Ср.

2.10. Форма и размеры трамбовок назначаются в зависимости от формы и размеров фундаментов и в целях унификации принимаются равными по низу от 0,3 до 1,6 м с шагом 10 см.

Форма трамбовок в плане при вытрамбовывании котлованов под обычные фундаменты принимается квадратной, прямоугольной или круглой с плоским или реже с заостренным основанием. Уклон боковых стенок трамбовок в зависимости от степени плотности и влажности грунтов, а также от величины горизонтальных нагрузок принимается в пределах от 1 : 15 до 1:3.

Для вытрамбовывания котлованов под фундаменты с уширенным основанием принимаются трамбовки квадратной, шестигранной

II

или круглой формы в плане с углом заострения нижнего конца равным 60—90°.

При необходимости восприятия значительных горизонтальных нагрузок, а также увеличения опорной площади верхняя часть трамбовки уширяется путем устройства раструба.

Во всех случаях высота трамбовки должна превышать максимальную глубину вытрамбавывания котлованов на 10—20 см.

Вес трамбовки назначается исходя из того, чтобы удельное статическое давление по основанию трамбовки было не менее 0,3 кгс/см² для обычных (без уширения основания) -и 0,5 кгс/см² — для фундаментов с уширенным основанием.

Ориентировочное количество ударов п трамбовки для вытрамбовывания котлованов на заданную глубину h_K определяется по формуле

Л_к

п =

2.11. Высота сбрасывания трамбовок определяется типом применяемого грузоподъемного механизма и обычно принимается равной 4-8 м.

т)Д

(4>

где Д — средняя величина понижения дна котлована за один удар трамбовки принимается для:

обычных трамбовок с плоским основанием шющадью:

F< 1 м² Д= 10 см;

F=ll—2 м² Д=8 см;

F>2 м² Д=5 см;

трамбовок с заостренным нижним концом Д=15 см;

г\ — коэффициент, учитывающий состояние грунта по влажности и принимаемый равным 1 при вытрамбовывании котлованов в грунтах с влажностью, близкой к оптимальной, а при понижении влажности более чем на 0,03*—0,05 от оптимальной — 0,7.

Необходимое количество ударов трамбовки для втрамбовывания жесткого материала при создании уширенного основания определяется для каждой эасытжи высотой h₃ по формуле (4). При этом приведенные выше средние величины понижения дна котлована Д принимаются в 1,5 раза уменьшенными.

2.12. Вытрамбовывание котлованов должно производиться, как правило, при оптимальной или близкой к ней влажности грунта. Отклонение от оптимальной влажности при вытрамбовывании котлованов под обычные фундаменты допускается не более, чем на ±0,05. При устройстве фундаментов с уширенным основанием допускается отклонение влажности грунтов не более чем на ±0,02 от оптимальной.

Ориентировочное значение оптимальной влажности W₀ для глинистых грунтов принимается равным W₀ = W_P—(0,01—0,08'), где Wр — влажность на границе раскатывания.

Необходимое количество воды Л, м³, для получения оптимальной влажности грунта под каждый котлован определяется по формуле

Ув

где у» — удельный вес воды, равный li тс/м³;

F — площадь проекции уплотненной зоны, определяемая с учетом п. 2.13;

12

Wo—значение оптимальной влажности грунта;

W—природная влажность грунта;

Уск-иЛупл—то же, что и в формуле (2).

2.13.    Толщина уплотненной зоны Л_уПл под обычными фундаментами в пытрамбоваи-ных котлованах без ушмрения основания (рис. 1, а) приближенно принимается Луп л — 1,5Л_Ср, а ширина уплотненной зоны на глубине (0,15—0,25) Ь_Ср — равной ^_упл = 2Л_ср.

Общие положения по расчету

2.14.    Ф у нд а ме нты в- вытрамб ов а н н ы х котлов а н а х рассчит ыва югся по двум группам пределън-ых состояний:

а)    по первой группе:

по несущей способности фундаментов как бетонных и железобетонных элементов, а также ростверков в соответствии с главой СНиП II-21-75;

по несущей способности грунта основания удлиненных фундаментов в вытрамбованных котлованах с уширением и без уширения

основания;

по устойчивости в случаях когда на фундаменты в вытрамбованных котлованах передаются приведенные горизонтальные нагрузки, превышающие по величине вертикальные, или фундаменты располагаются у откосов;

б)    по второй группе:

по осадкам грунтов в основании фундаментов на действие вертикальных нагрузок;

по горизонтальным перемещениям и углу поворота фундаментов от действия горизонтальных сил к моментов при величине приведенной горизонтальной нагрузки, превышающей вертикальную.

Примечание. За величину приведенной горизонтальной нагрузки принимается сумма горизонтальных сил и моментов, поделенных на высоту фундаментов.

2.15.    Удлиненные фундаменты в вытрамбованных котлованах по несущей способности грунтов основания рассчитываются по формуле

Ф

N<—>    (6)

«И

где /V —расчетная вертикальная нагрузка, тс, передаваемая на фундамент;

Ф —расчетная несущая способность грунта в основании фундамента в вытрамбованном котловане, называемая в дальнейшем для краткости «несущей способностью фундамента», т*с, определяемая по пп. 2.33—2.38;

k_H — коэффициент надежности, принимаемый равным при определении несущей способности фундаментов расчетом Л_н — = 1,4, а по данным статических испытаний опытных фундаментов £_н=1.

2.16.    Расчет столбчатых и ленточных 'Прерывистых фундаментов в вытраМ'боааН'Ных котлованах по деформациям производится исходя из условия:

S_oc “I" ^пр ^ *^пред»    (7)

13

где Soc—расчетная величина осадки, горизонтального перемещения или угла поворота фундамента, вызванная нагрузкой от фундамента, определяемая по главе СНиП IM5-74;

3-674

S|,_P — расчетная величина просадки грунта от собственной массы на площадках с II типом грунтовых условий по просадочности, определяемая но главе СНиП И-15-74;

5цред — предельно допустимая величина осадки, горизонтального перемещения или угла поворота фундамента, принимаемая по главе СНиП П-15-74 или устанавливаемая в здании на проектирование.

Примечание. Расчетные величины горизонтального перемещения и утла поворота фундамента допускается принимать по результатам' испытаний опытных фундаментов в аналогичных грунтовых условиях.

2.17.    Расчет фундаментов в вытрамбованных котлованах по первой группе предельных состояний производится на основное и особое сочетание нагрузок, на расчетные нагрузки с коэффициентами перегрузки, определяемыми по главе СНиП 11^6-74 «Нагрузки и воздействия».

Расчет фундаментов по второй группе предельных состояний производится -на основное сочетание расчетных нагрузок с коэффициентом перегрузки, равным 1.

2.18.    Расчетные значения прочностных характеристик и модуля деформации уплотненных грунтов определяются -в процессе проведения инженерно-геологитеских изысканий или опытных работ в соответствии с требованиями раздела 4.

При отсутствии данных изысканий нормативные значения характеристик уплотненных лёссовых грунтов допускается принимать по табл. 1, а модуль деформации — по табл. 2.

Таблица 1

Значения характеристик уплотненных грунтов до объемной массы скелета, тс/м* Удельное сцепление, кге/см* Угол внутреннего трения, град 1,6 0,55 28 0,25 24 1,7 0,75 30 0,35 25 1.8 1 32 0,45 26

Примечания: I. Над чертой приведены значения с и ср, относящиеся к уплотненным лёссовидным суглинкам со степенью влажности G^0,5 при г_ск = 1.6 тс/м³ и G^0,6 при у_си=1,7—1,8 тс/м³, а под чертой при G^0,8.

2.    Для промежуточных значений v_CK величины с и ф определяются интерполяцией.

3.    Для предварительных расчетов оснований по деформациям расчетные значения характеристик с и <р принимаются равными нормативным (при fc_r=l), а по несущей способности расчетные значения с и <р принимаются равными нормативным, разделенным соответственно на 1,5 и 1,15.

14

Таблица 2

Модули деформации уплотненного грунта, кгс/смг, при Тск’~1<7 тс/м1 Уплотненный грунт при влажности, близкой к влажности v^p в водонасыщенном состоянин Супеси 250 200 Суглинки и глины 300 250

Проектирование отдельно стоящих фундаментов неглубокого заложения и ленточных прерывистых фундаментов

2.19.    Столбчатые и ленточные прерывистые фундаменты в вытрамбованных котлованах проектируются, как правило, монолитными с учетом бетонирования их враспор со стенками котлованов и устройством опалубки только под стаканы для заделки колонн, гнезд для опнрания фундаментных балок в верхних частях фундаментов.

2.20.    Сборные фундаментные башмаки изготовляют по форме трамбовки с размерами в плане на 20—40 мм больше размеров трамбовки. Для обеспечения достаточ)но плотного контакта по основанию и боковым стенкам сборные фундаментные башмаки устанавливают на подливку из цементного раствора толщиной 2—3 см и вдавливают в вытрамбованный котлован путем добивки их легкими ударами трамбовки, падающей с высоты 0,5—0,8- м. При наличии зазоров между фундаментом и стенками котлованов последние заливаются пластичным бетоном или цементным раствором.

Размеры стаканов для заделки колонн в сборные фундаментные башмаки принимаются с учетом возможности рихтовки колонн по высоте и в плане на ±5 см.

2.21.    Сопряжение колонн с отдельно стоящими фундаментами в вытрамбованных котлованах осуществляется с помощью стакана, анкерных болтов, анкерной плиты (рис. 6). Для опнрания фундаментных балок в верхней части фундаментов устраивают соответствующих размеров гнезда (рис. 6,а), устанавливают их на подбетонку (рис. 6, в) или непосредственно на фундамент (рис. 6,6).

Опирание кирпичных и блочных стен на отдельно стоящие столбчатые фундаменты осуществляется через фундаментные балки.

2.22.    Конструкция подземной части зданий при применении ленточных прерывистых фундаментов в вытрамбованных котлованах включает:

а)    для кирпичных « крупноблочных зданий — установку сборных бетонных блоков на ленточные прерывистые фундаменты (рис. 7,а), а при значительных расстояниях между ними с устройством железобетонных перемычек (рис. 7,6) или фундаментных балок;

15

б)    для крупнопанельных зданий — укладку на ленточные прерывистые фундаменты цокольных стеновых панелей и панелей технического подполья (рис. 7, в);

3*

Рис. 6. Сопряжение колонн с фундаментом в вытрамбованном котловане

а — установка колонны в стакан; 6 — крепление колонны анкерными болтами: в — крепление колонны через анкерную плиту; 1 — фундамент; 2 — колонна: 3 —стакан; 4 — гнездо для фундаментной балки; 5 — фундаментные балки; б —анкерные болты; 7 — анкерная плита; 8— подбетонка

Рис. 7. Конструкция ленточных

прерывистых фундаментов

а —с бетонными блоками; 6 — с железобетонными перемычками; в —с железобетонными панелями; г —с подколенниками и железобетонными ростверками; 1—ленточные прерывистые фундаменты; 2 — бетонные блоки стен подвала; 3—перемычки; 4 — панели техпод-полья; 5 — ростверк; 6 — подкол он ники

в) устройство высокого ростверка с железобетонным поясом и подколоиниками, устанавливаемыми на отдельные фундаменты (рис 7,г).

Установка сборных элементов на ленточные прерывистые фундаменты выполняется на цементном растворе.

2.23. Расчет оснований фундаментов в вытрамбованных котлованах по деформациям производится с учетом плотности и прочностных характеристик уплотненного слоя, толщины его, а также величины начального проса донного давления грунта, залегающего ниже уплотненного слоя.

При расчете столбчатых и ленточных прерывистых фундаментов в вытрам'бованных котлованах краевые давления под подошвой фунда)ментов определяются по- формуле (рис. &)

(8)

Рмакс

мин

JV + G , 2М — 0,5?6_срАк

--—    -j-     »

F    W

Рис. 8. Схема к расчету столбчатого фундамента в вытрамбованном котловане

1 — столбчатый фундамент; 2 — граница уплотненной зоны

гири ЭТОМ ДОЛЖНЫ ВЫПОЛНЯТЬСЯ условия:

рмакс ^ 1,2^?к2), Рмин^О,

где N — сумма вертикальных нагрузок, действующих на фундамент, тс;

G — собственный вес фундамента, тс;

F — площадь фундамента в среднем сечении на глубине 0,5Л„, м²;

— сумма моментов сил относительно подошвы фундамента, тс*м;

д — реактивный отпор грунта, тс/м², определяемый по формуле (9);

bср — средняя ширина фундамента в сечении на глубине 0,5 Л_к,

м;

&к — глубина вытрамбованного котлована, м;

W — момент сопротивления среднего сечения фундамента на глубине 0,5 h_K, м³;

Як2) — расчетное давление на основание, определяемое по пп. 2.25—2.26.

2.24.    Реактивный отпор грунта q по уплотненным баковым стенкам вытрамбованных котлованов при применении монолитных фундаментов и бетонировании их враопор на основе экспериментальных данных принимается равным

q = a-\-bp_t    (9)

где aab — соответственно равны: а=6 тс/м², 6 = 0,4;

р — среднее давление в сечении фундамента на глубине 0,5 h_H, тс/м².

При применении сборных фундаментов по п. 2.20 реактивный отпор учитывается по данным специально выполняемых испытаний опытных фундаментов- на горизонтальные и вертикальные нагрузки.

2.25.    За расчетное давление на основание фундамента в вытрамбованном котловане принимается минимальное значение давления, получаемое исходя из:

а)    расчетного давления на уплотненный грунт R_u определяемого с использованием прочностных характеристик фп и сц, уплотненных грунтов в водонасыщенном состоянии;

б)    расчетного давления Я₂, определяемого исходя из давления на подстилаюший уплотненную вону просадочньгй грунт естественного сложение или другой слой грунта, определяемого по п. 2.27.

17

При этом максимальная величина расчетного давления #_|(2) на основание фундамента в вытрамбованном котловане не должна превышать три ширине фундамента в среднем сечении:

Ь_ср < 0,8 м— #Ц2) < 5 кгс/см²;

b_cp > 1,4 М — #1(2) ^ ^ кгс/см³.

Примечание. Для промежуточных значений Ь_ср от 0,8 до 1,4 м #к2) определяется интерполяцией.

2.26. Расчетное давление /?_t на уплотненный грунт по его прочностным характеристикам определяется по формуле

#i =    Т"^"    (^cpYi    t “h ^Yn + &^ci i — Yn^o). (10)

«Н

где mi и — соответственно коэффициент услсгчй работы грунтового основания и коэффициент условий работы здания во взаимодействии с основанием, принимаемые равными /«1 =il,2, а т₂=1;

к* — коэффициент условий совместной работы фундамента в вытрамбованном котловане с уплотненным грунтом по боковым стенам, принимаемый равным для монолитных фундаментов, бетонируемых врас-пор k_B = 1,8, а сборных £_в=1.

кп — коэффициент надежности, принимаемый равным при использовании значений с и <р по результатам непосредственных испытаний уплотненных грунтов £_н= = 1, а значений в табл. 1 &_Н=1Л;

А, В, D — безразмерные коэффициенты, принимаемые по табл.

16 главы СНиП II-15-74 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения уплотненного грунта;

Ь_Ср — ширина фундамента в среднем сечении на глубине 0,5 /&к> м;

h — глубина заложения фундамента от уровня планировки, м;

yjj—осредненное (по слоям) расчетное значение объемной массы грунта, залегающего выше отметки заложения фундамента, тс/м³;

Yn— среднее значение объемной массы уплотненного грунта залегающего ниже подошвы фундамента тс!м³;

си — расчетное значение удельного сцепления уплотненного грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента (на глубине 0,2—0,3 м), тс/м²;

/_Io===/i—— глубина до пола подвала, или технического подполья, м; при отсутствии подвала или техподполья принимаемая Л₀ = 0;

h_n — приведенная глубина заложения фундамента от пола подвала или технического подполья, определяемая по формуле

/1п = Л₁+/г₂ р~ '    (11)

Уп

k_{ — толщина слоя грунта выше подошвы фундамента, м;

/г₂ — толщина конструкции пола подвала, м;

у_п — средневзвешенное расчетное значение объемной массы конструкции пола подвала, тс/м³.

18

2.27.    Расчетное давление /?₂ на уплотненный грунт, определяемое из условия устранения просадки грунта по дети лающего слоя, вычисляется по формуле

кГпп Рбг ~i~    ,    ₍₁₂)

а

где 6— коэффициент, учитывающий повышение величины начального просадочного давления за счет распространения уплотнения за пределы уплотняемой зоны, принимаемый равным при определении начального просадочного давления, по компрессионным испытаниям 6=1,5, по испытаниям штампами — 6=1,2;

Pup — величина начального просадочного давления подстилающего слоя, определяемая по компрессионным испытаниям грунтов, тс/м²;

Рбг — природное давление на кровлю подстилающего слоя, тс/м²;

Ра—природное давление на отметке заложения фундамента, тс/м²;

а — коэффициент уменьшения дополнительного давления от фундамента на кровлю подстилающего слоя, определяемый для отдельно, стоящих фундаментов по табл. 1 прил. 3 главы СНиП II-15-74, а для ленточных прерывистых фундаментов с учетом взаимного влияния двух соседних фундаментов.

Примечание. При залегании ниже уплотненной зоны непро-садочного грунта в формулу (12) вместо 6/?_пр подставляется расчетное давление на подстилающий слой.

2.28.    Осадки столбчатых и ленточных прерывистых фундаментов в вытрамбованных котлованах определяются по схеме двухслойного основания, состоящего из уплотненного слоя грунта толщиной 6упл=1,56ср (п. 2.13) я подстилающего просадочного грунта в соответствии с главой СНиП 11-15-74,

Расчет ленточных прерывистых фундаментов производится с учетом взаимного влияния двух соседних фундаментов (по одному с каждой стороны).

Максимальные величины осадок рассчитываются по модулям деформации грунта в водонасыщенном состоянии, величина которого для подстилающего слоя принимается >в интервале изменения давления от нуля до начального просадочного давления р_пр.

2.29.    При применении столбчатых и ленточных прерывистых фундаментов в вытрамбованных котлованах на просадочных грунтах оо II типом грунтовых условий по п росадо чност и по п. 1.9 расчет возможной просадки грунтов от собственного веса, а также назначение водозащитных и конструктивных мероприятий, производят в соответствии с требованиями главы СНиП II-116-74 и «Руководства по проектированию оснований зданий и сооружений».

Допускается толщину маловодопроницаемого экрана из уплотненного грунта под зданием принимать равной 0,5 м при условии устройства гидроизоляции лотков, каналов и т. п. с выпусками ее на уплотненный слой.

Проектирование фундаментов с уширением основания

2.30.    Фундаменты в вытрамбованных котлованах с уширенным основанием проектируются монолитными с учето-м требований, изложенных в пп. 2.19 и 2.21.

19

УДК 624.151.5

Рекомендовано к изданию решением Ученого Совета НИИОСП.

Руководство по проектированию и устройству фундаментов в вытрамбованных котлованах / НИИОСП им. Н. М. Герсеванова Госстроя СССР. — М.: Стройиздат, 1981. — 56 с.

В Руководстве даны общие положения по проектированию и устройству фундаментов в вытрамбованных котлованах на проса-дочных грунтах. Приводятся требования по проектированию и расчету фундаментов в вытрамбованных котлованах, включая: столбчатых фундаментов, ленточных прерывистых фундаментов, а также фундаментов с уширенным основанием, получаемым путем втрамбовывания в вытрамбованный котлован жесткого материала. Описывается оборудование для вытрамбовывания котлованов на базе крана-экскаватора, трактора и сваебойного агрегата. Приводятся рекомендации по проведению опытных работ, по вытрамбовыванию котлованов и испытанию фундаментов, а также требования по производству работ при вытрамбовывании котлованов, втрамбовыванию жесткого материала в дно котлованов, устройству фундаментов и по производству работ в зимнее время.

Предназначено для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций.

Табл. 8, ил. 28.

НИИОСП им. Н М. Герсспанова Госстроя СССР

Руководство по проектированию и устройству фундаментов в вытрамбованных котлованах

Редакция инструктивно-нормативной литературы Зав. редакцией Г. А. Жигачеэа Редактор В. В. Петрова Мл редакторы Л. М. Климова, Л. И. Месяцева Технический редактор М. В. Павлова Корректор О. В. С т и г н е е в а

Н/К

Сдано в набор 24.11.80. Подписано в печать 06.10.81. Т-24283. Формат 84Х108¹/»* Бумага кннжно-журн.    Гарнитура    «Литературная».    Печать    высокая.

Уел. неч. л. 2,94. Уел. кр.*отт. 3,10. Уч. изд. л. 3,88. Тираж 25 000 экз Изд. ЛГ« XII—8827. Заказ Me 674. Цена 20 коп.

10И42, Москва, Каляевская, 23а.

Московская типография № 32 Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. Москва, 103051, Цветной бульвар. 26.

30213-478

Р - Инструкт-нормат.,    II    вып.    —    59—81. 3202000000

047(00-8!

© Стройиздат 1981

Вид жесткого материала для создания уширенного основания выбирается в зависимости от нагрузок на фундаменты, наличия местных материалов, размеров уширения, условий производства работ и т. п.

Для фундаментов с горизонтальными нагрузками более 0,8 от вертикальных целесообразно применять жесткий бетон.

При производстве работ в зимнее время рекомендуется применять несморзаемый сыпучий материал типа щебня, гравия без пылеватых глинистых частиц.

2.31. При втрамбовывании жесткого материала в дно вытрамбованного котлована трамбовкой с заостроениым нижним концом создается уширеняе, имеющее форму шара с радиусом Гущ или эллипсоида вращения с полуосями Луш и гуш (рис. 1,6).

Форма уширения при втрамбовывании в дно вытрамбованного котлована жесткого материала отдельными порциями высотой засыпки по 0,5— 1_г2 iM принимается в виде:

шара (Луш—Гущ) для случаев, когда ниже дна вытрамбованного котлована залегают песчаные грунты с объемной массой скелета Yck^'1,5 тс/m³, или глинистые грунты с у_ск^1,6 тс/м³, и степенью влажности С<0,7, а также глинистые грунты с \’ск> 1,7 тс/м³ и G>0,7;

эллипсоида вращения с соотношением полуосей Луш/г_уш=1,4 при залегании ниже дна котлована песчаных грунтов с \ск< 1,5 тс/м³, или глинистых грунтов с б?С0,7, у_ск<1,6 тс/м³ и G^0,7, I.5<Ych^1,7 тс/м³;

эллипсоида вращения с соотношением сторон Л_уш/г_уш=1,8 для глинистых грунтов с G>0,7 и у_Ск^1,5 тс/м³.

Значение^ радиуса уширения основания г_ущ определяется по формуле

Гущ = k уР«.    (13)

где k — коэффициент, учитывающий форму уширения и при расположении центра уширения на расстоянии 0,5 Л₃ от основания заостренном части фундамента (рис. 1, б) п р ия им а ем ы й р а в н ьгм для: ш ар а _ k—0,62; эл ли пеон да с соотношением сторон Л_уш : /уш=1^[,4 Л = 0,55; эллипсоида при Луш :/уш—1',8 Л = 0,51;

Кщ—объем втрамбованного жесткого материала в дно котлована, м³.

Максимальный диаметр уширения, которое «может быть получено при втрамбовывания жесткого материала, должно приниматься не более 2d_H (d_n — ширина или диаметр трам«бовки в нижнем сечении).

Площадь уширенного основания из жесткого материала в его наибольшем сечении (рис. 1,6) принимается равной

Fyui = 3, НГу_Ш.    (14)

Толщина уплотненной зоны грунта ниже уширенной части из втрамбованного материала Л_упл определяется по формуле

Лупл — г упл—г уш •    (15)

Радиус уплотненной зоны г_уцл определяется по формуле (16) с использованием данных табл. 3:

Гупл = 0,95г_Уш I / -^VcK'^ynJ!— =2г_УшТ],

У Уск.упл—

ВВЕДЕНИЕ

В последние годы в практике строительства на просадочных грунтах широкое применение получает метод устройства фундаментов в вытрамбованных котлованах. Сущность его состоит в том, что котлованы под отдельные фундаменты не отрываются, а вытрамбовываются на необходимую глубину с последующим заполнением вытрамбованного котлована бетоном враспор или установкой сборного элемента. В результате вытрамбовывания под котлованом и вокруг него образуется уплотненная зона, в пределах которой полностью ликвидируются просадочные свойства грунта, повышаются его прочностные характеристики, снижается сжимаемость, что обеспечивает передачу на уплотненный грунт значительных вертикальных и горизонтальных нагрузок от фундаментов.

Вытрамбовывание котлованов производится после планировки застраиваемого участка срезкой или подсыпкой грунта с отметки основания пола. Благодаря одновременному сочетанию в одном процессе уплотнения грунта и образования котлована резко сокращаются объемы земляных работ, связанные с отрывкой и обратной засыпкой котлованов, а при бетонировании фундаментов враспор практически полностью исключаются опалубочные работы. Наличие уплотненной зоны не только под котлованом, но и вокруг его наклонных боковых стенок позволяет существенно снизить размеры фундаментов. В результате этого применение метода устройства фундаментов в вытрамбованных котлованах по сравнению с обычными столбчатыми и ленточными фундаментами на уплотненных грунтах, а также свайными фундаментами обеспечивает значительное снижение расхода бетона, арматуры, стоимости и трудоемкости работ по устройству фундаментов.

В настоящее время разработаны и успешно применяются методы устройства столбчатых, ленточных прерывистых фундаментов в вытрамбованных котлованах, а также фундаментов в вытрамбованных котлованах с уширенной нижней частью, получаемой путем втрамбовывания жесткого материала (щебня, гравия, жесткого бетона) в дно вытрамбованного котлована.

Выполненные исследования и опыт внедрения показали возможность устройства фундаментов в вытрамбованных котлованах не только в просадочных грунтах с низкой степенью плотности, но и в достаточно плотных непросад очных глинистых грунтах с объемной массой скелета до 1,6—1,75 тс/м³. Методы устройства фундаментов в вытрамбованных котлованах продолжают развиваться и совершенствоваться. Разрабатываются конструкции и методы устройства в вытрамбованных котлованах фундаментов с несущим слоем, сборных фундаментов и др. Расширяются области их применения, в связи^-с чем разрабатываются технологии вытрамбовывания котлованов в песчаных, а также в водонасыщеиных глинистых грунтах.

Руководство разработано на основе обобщения результатов исследований, опыта проектирования и устройства фундаментов в вытрамбованных котлованах НИИОСП им. Н. М. Герсеванова (д-р техн. наук В. И. Крутов, канд. техн. наук Ю. А. Багдасаров, инж. В. Л. Рафальзук). При подготовке Руководства использованы материалы, полученные НИИ оснований (кандидатами техн. наук[А. Г. Божко| Б. А. Сальниковым, И. Г. Рабиновичем, В. М. Шаевичем, К. М.

3

Джумаевым, инженерами В. В. Стародворским, Р. Р. Авазовым, Р. П. Эйдуком), СибЗНИИЭПом (канд. техн, наук Ю. В. Власовым, инж. Г. И. Янцуром), а также проектными и строительными организациями — ЦНИИЭП жилища, Укргорстройпроект, КиевЗНИИЭП, П. О. Камгэсэнергострой, Минэнерго СССР, МинсельстроЙ МССР, Главоренбургстрой Минтяжстроя СССР, П О. Колхозстрой МССР, Минстрой МССР и др.

Замечания и предложения по Руководству по проектированию и устройству фундаментов в вытрамбованных котлованах просьба направлять по адресу: 109389, Москва, 2-я Институтская ул., 6.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Настоящее Руководство распространяется на проектирование и возведение фундаментов в вытрамбованных котлованах на просадочных грунтах с I типом грунтовых условий по просадочнос-ти, а также на некоторых видах глинистых грунтов, приведенных в п. 1.8.

Руководство является дополнением к главам СНиП II-15-74 «Основания зданий и сооружений», II1-9-74 «Основания и фундаменты»

Примечания: 1. Допускается применение фундаментов в вытрамбованных котлованах на просадочных грунтах с II типом грунтовых условий с учетом требований п. 19.

2. При применении* фундаментов в вытрамбованных котлованах в сейсмических районах должны учитываться соответствующие требования действующих нормативных документов.

1.2.    Особенность метода возведения фундаментов в вытрамбованных котлованах состоит в том, что котлованы под отдельные фундаменты не отрываются, а вытрамбовывалотся на необходимую глубину (обычно на 0,6*—3 м) с одновременным уплотнением грунтов вокруг и под дном котлована.

Вытрамбовывание котлованов производится падающей с высоты 4—8 м по направляющей штанге трамбовкой, имеющей форму будущею фундамента и массу 1,5—7 тс, либо при небольших размерах фундаментов и нагрузок на них путем забивки трамбовки-шаблона с последующим ее извлечением.

После вытрамбовывания в¹ котлован заливается враспор моно-литньгй бетон (без опалубки) или устанавливается сборный фундамент, имеющий близкие к котловану форму и размеры.

1.3.    В результате вытрамбовывания вокруг котлована образуется уплотненная зона (рис. 1), в пределах которой происходит повышение объемного веса скелета грунта, модуля деформации, прочностных характеристик (р и с, а также полностью устраняются просадочные свойства грунта.

Примечание. За уплотненную зону принимается массив грунта, в пределах которого объемная масса скелета грунта более 1,55 тс/м³, или повышение ее происходит не менее чем на 0,04 тс/м³.

1.4.    Нагрузка от фундаментов в вытрамбованных котлованах передается на грунт уплотненной зоны, благодаря чему полностью исключается просадка грунтов от нагрузки фундаментов, а осадки фундаментов от нагрузки при замачивании грунта обычно не превышают 2—6 ом.

Осадки фундаментов в вытрамбованных котлюваиах могут быть существенно снижены (в 1,5—3 раза) путем устройства уширенного основания (см. п. 1.5).

4

Рис. 1. Фундаменты в вытрамбованных котлованах

Повышение несущей способности фундаментов в вытрамбованных котлованах на вертикальные, горизонтальные нагрузки и моменты достигается увеличением глубины вытрамбовывания, а также устройством уширения в нижней и верхней частях фундамента.

1.5.    Фундаменты в вытрамбованных котлованах подразделяются по глубине заложения и по способу устройства.

По глубине заложения фундаменты подразделяются:

а)    на фундаменты неглубокого заложения, у которых отношение высоты h_K к ширине среднего сечения Ь_ср^1,5 (рис. 1 _f а);

б)    на фундаменты удлиненные, у которых —— > 1,5 (рис. 1,6).

&ср

По способу устройства фундаменты подразделяются:

а)    на обычные (без уширения основания) с плоской или клиновидной подошвой (см. рис. 1, а);

б)    с уширением основания путем втрамбовывания в дно вытрамбованного котлована отдельными пораиями жесткого материала (щебня, гравия, жесткой бетонной смеси и т, п.) с последующим заполнением верхней части котлована монолитным бетоном (см. рис. 1,6).

1.6.    По взаимному расположению и характеру взаимодействия с грунтом основания фундаменты в вытрамбованных котлованах подразделяются на следующие виды:

отдельно стоящие (столбчатые), для которых не оказывается взаимное влияние одного на другой как при вытрамбов ывантш- кот-лша<нов, так и при передаче нагрузки на грунт;

ленточные прерывистые фундаменты (рис. 2), устраиваемые в близко расшложенны!х один от другого котлованах с учетом взаим

2—674

Рис. 2. Ленточные прерывистые фундаменты в вытрамбованных котлованах

а — разрез по ленточным прерывистым фундаментам; 6 — вид в плане; /—ленточный прерывистый фундамент; 2 — уплотненная зона

Ф

			V=7 Л—Л		1 Л
	1	, амин	1 ---—1	, амш^	: 1

него влияния соседних фундаментов при вытрамбовывании котлованов и в процессе их работы (см. п. 2.7).

1.7.    Область применения фундаментов в вытрамбованных котлованах определяется особенностями грунтовых условий по указаниям пп. 1.1 и 1.8, конструкциями проектируемых зданий и сооружений и нагрузкам и на фундаменты (ом. п. 1.10), влиянием динамических воздействий на близкорасположенные существующие здания или сооружения в соответствии с п. 1.11.

1.8.    В зависимости от особенностей грунтовых условий фундаменты в вытрамбованных котлованах применяются:

на просадочных лёссовых (см. п. 1.1), покровных глинистых,, насыпных глинистых грунтах с числом пластичности /р^0,0Э;

при объемной массе скелета грунта уон^1,6 тс/м³;

при степени влажности грунтов 0^0,75 для фундаментов неглубокого заложения и G=^0,66 для удлиненных фундаментов;

Примечание. В отдельных случаях возможно применение фундаментов в вытрамбованных котлованах:

а)    в супесях с числам пластичности /_р^0,03, а также в мелких и пылеватых песках;

б)    в плотных глинистых грунтах с объемной массой скелета до 1,75 тс/м³;

в)    в грунтах со степенью влажности более G^0,75.

Однако возможность вытрамбовывания котлованов с сохранением их формы, и достаточная несущая способность фундаментов-в этих условиях должна быть подтверждена опытными работами и испытаниями, выполняемыми в соответствии с требованиями разделов 4 и 5.

1.9.    Применение фундаментов в вытрамбованных котлованах на просадочных грунтах с II типом грунтовых условий допускается:

а)    при условии, если суммарная величина просадки грунта от собственного веса и осадки фундамента от его нагрузки не превышает предельно допустимых величин для проектируемых зданий и сооружений;

б)    для производственных и складских одноэтажных зданий с несущими конструкциями, малочувствительными к неравномерным осадкам, и нагрузкой на отдельный фундамент до 40 тс при максимальной величине просадки грунта от собственного веса до 20 см: и при условии применения комплекса водозащитных и конструктивных мероприятий.

6

1.10.    Исходя из конструктивных особенностей проектируемых зданий и сооружений целесообразно применять фундаменты в вытрамбованных котлованах:

столбчатые для каркасных промышленных, гражданских и сель-скохозяйствсшшх ЗДЛШ1Й при вертикальной нагрузке на них до 200 тс;

ленточные прерывистые и столбчатые — для бескаркасных жи-лых и промышленных зда-ннй при нагрузке до 30 тс/м.

Фундаменты с уширенным основанием рекомендуется применять при нагрузках на них свыше 50—80 тс.

1.11.    С учетом влияния динамических воздействий на близкорасположенные существующие здания и сооружения вытрамбовывание котлованов трамбовками массой 3—6 тс допускается выполнять при расположении фундаментов на расстоянии не менее:

10 м от зданий и сооружений, находящихся в удовлетворительном состоянии и не имеющих трещин в стенах;

15 м от зданий и сооружений, имеющих трещины в стенках, а также от инженерных коммуникаций, выполненных из чугунных, керамических, асбестовых и железобетонных труб.

При массе трамбовок менее 3 тс указанные расстояния могут быть уменьшены в 1,5 раза.

1.12.    На начальной стадии внедрения фундаментов в вытрамбованных котлованах, а также для грунтов, на которых вытрамбовывание котлованов ранее не производилось, до разработки проекта должны выполняться опытные работы по вытрамбовыванию котлованов и испытанию опытных фундаментов в соответствии с указаниями разделов 4 и 5.

Количество испытаний, места их расположения выбираются в зависимости от изменчивости инженерно-геологических условий застраиваемой территории, возможных конструкций и размеров фундаментов в вытрамбованных котлованах, нагрузок на них.

При применении фундаментов в вытрамбованных котлованах в районах, по которым имеются достаточные испытания и опыт возведения в аналогичных грунтовых условиях, дополнительные ра« боты по вытрамбовыванию котлованов и испытанию фундаментов до разработки рабочих чертежей не производятся и при необходимости выполняются перед началом устройства фундаментов.

1.13. В проектах наиболее ответственных зданий, возводимых на фундаментах в вытрамбованных котлованах во вновь застраиваемых районах, по которым нет достаточного опыта строительства, должны предусматриваться организация и проведение систематических геодезических наблюдений за осадками фундаментов в соответствии с «Руководством по наблюдению за деформациями фундаментов зданий и сооружений».

Объекты и состав наблюдений устанавливаются проектной организацией с включением в сметную стоимость строительства затрат на устройство реперов, марок и затрат на наблюдения за осадками в процессе строительства.

1.14. При разработке проекта фундаментов в вытрамбованных котлованах для проектируемою здания или сооружения выполняется технике-экономическое сравнение с другими наиболее широко применяемыми в районе строительства вариантами фундаментов. Данные технико-экономического анализа по основе!ым показателям, т. е. по стоимости, трудоемкости, расходу металла, цемента, бетона, приводятся на заглавном листе или в пояснительной записке к проекту.

2*

1.15. Возведение фундаментов в вытрамбованных котлованах, а также опытные «работы по вытрамбовыванию котлованов и иопы* танин опытных фундаментов производятся в соответствии с главой ОНиП по технике безопасности в строительстве.

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ В ВЫТРАМБОВАННЫХ

КОТЛОВАНАХ

Общие положения по проектированию

2.1.    Исходными материалами для разработки проекта фундаментов в вытрамбованных котлованах служат:

а)    планы и разрезы зданий и сооружений с указанием нагрузок на фундаменты;

б)    материалы инженерно-геологических, изысканий на застраиваемом участке с геологическими разрезами, физико-механическими характеристиками грунтов, а для просадочных грунтов с данными по их просадочности, величине начального прооадочного давления, типу грунтовых условий и др.

2.2.    В проекте фундаментов в вытрамбованных котлованах должны быть указаны:

план отрывки котлована под здание или сооружение с отметками, с которых должно производиться вытрамбовывание котлова-иов под фундаменты;

размеры в плане и глубина отдельных вытрамбованных котлованов;

[размеры, форма, вес, «высота сбрасывания трамбовки и ориентировочное количество ударов для вытрамбовывания котлованов иа заданные глубины;

влажность грунтов, при которой рекомендуется осуществлять вытрамбовывание котлованов, а при необходимости повышения природной влажности до оптимального значения — требуемое количество воды;

ориентировочные размеры уплотненной зоны, при принятых размерах трамбовки и режиме трамбования;

минимально допустимые расстояния между котлованами ленточных прерывистых фундаментов;

размеры уширений в основании, объем жесткого материала (бетона, щебня, песчано-гравийной смеси и т. п.), втрамбовываемого в дно котлована, количество порций и объем одной порции;

расчетные значения прочностных характеристик и модуля деформации уплотненных грунтов, величина расчетного давления на уплотненный грунт, действующие нагрузки на фундаменты и предельные нагрузки для них;

особые требования по технологии производства работ, контролю качества и приемке работ.

2.3.    Отрывка котлована под здание или сооружение производится до отметки основания пола, с которой должно осуществляться вытрамбовывание котлованов. Планировка дна котлована выполняется под одну отметку или- с уступами. При этом растительный слой и насыпной грунт с содержанием растительных остатков более 0,05 по весу должны, как правило, полностью срезаться.

При значительной толщине растительного, насыпного слоя, а также при наличии уклонов местности планировка дна выполняется путем подсыпки местного глинистого грунта оптимальной влажности с уплотнением его укаткой тракторами и бульдозерами до

8

объемной массы скелета 1,56—1,6 тс/м³. Уплотнение грунта в подсыпке до более высокой степени плотности снижает эффективность в ытр амбовывания.

2.4. Толщина подсыпки при планировке котлована под здание или сооружение, как правило, не должна превышать величины /?под, принимаемой равной

Лпод = Л_к + 1,5Л_СР + Луш,

где Л„ —глубина вытрамбовывания котлована, м;

Л_Ср — ширина или диаметр вытрамбовываиного котлована в его среднем по глубине сечении, м;

Луш — толщина уширен и я из жесткого материала, определяемая по п. 2.Э1.

При необходимости выполнения подсыпки на большую глубину нижняя ее чисть, начиная с глубины Л_под, должна отсыпаться с уплотнением до коэффициента уплотнения (Л_упл)^0,95, что для лессовых грунтов, как правило, соответствует объемной массе скелета грунта Yck^1»65—1,7 тс/м³.

Приме ч а и и е. Коэффициент уплотнения представляет собой отношение фактического значения объемной массы скелета грунта к его максимальному значению, получаемому по стандартному уплотнению при оптимальной влажности.

2.5. Расположение вытрамбошиных котлованов в плаве для каркасных зданий принимается в соответствии с планом колонн и действующими от них нагрузками исходя из того, чтобы под каждую колонну вытрамбовывался отдельный котлован, а под спаренные колонны у деформационных швов котлован вытрамбовывался в два следа (рис. 3).

При применении фундаментов с уширенным основанием у деформационных швов допускается применять один фундамент с устройством соответствующего ростверка или уширенного оголовка