М и н и стерсi во с г ронтел ьст ва и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации

Федеральное автономное учреждение «Федеральный центр нормирования, стандартизации и технической оценки соответствия в строительстве»

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИ Е

ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ НА ПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТАХ

Москва 2020

1    Область применения...............................................................1

2    Нормативные ссылки..............................................................1

3    Термины и определения...........................................................2

4    Общие положения...................................................................6

5    Номенклатурные показатели и основные характеристики грунтов

грунтовых условий................................................................7

Особенности развития просадочных деформаций.........................10

6    Дополнительные требования к инженерно-геологическим

изысканиям........................................................................18

7    Расчет деформаций оснований..................................................23

Проектирование естественных оснований..................................23

Расчет просадок грунтов и фундаментов....................................25

8    Проектирование оснований и фундаментов.................................32

Водозащитные мероприятия...................................................35

Конструктивные мероприятия.................................................36

Особенности применения закрепления просадочных грунтов...........39

Проектирование фундаментов мелкого заложения

Общие положения.................................................................39

Проектирование столбчатых и ленточных фундаментов.................41

Проектирование фундаментов в вытрамбованных котлованах

Общие положения.................................................................43

Расчет фундаментов мелкого заложения без уширения...................47

Расчёт фундаментов с уширенным основанием.............................51

Расчет удлиненных фундаментов в вытрамбованных котлованах.......53

Проектирование фундаментов из забивных блоков.........................56

9    Проектирование искусственных оснований

Общие положения.................................................................60

Грунтовые подушки...............................................................65

Уплотнения грунтов тяжелыми трамбовками................................68

м

Просадочные деформации чаще всего проявляются: в лессах, в лессовидных глинистых грунтах, реже в некоторых видах покровных суглинков, в рыхлых пылеватых и в мелких песках, обладающих сцеплением, а также в насыпных грунтах, отложениях пепла, отходах промышленных производств и др.

5 Номенклатурные показатели и основные характеристики грунтов и грунтовых условий

5.1    Характеристики грунтов, определяющие склонность их к просадкам и обычно используемые при выполнении инженерно-геологических изысканиях:

-    показатель П, оценивающий недоуплотненное состояние грунтов по плотности;

-    степень влажности Х_г<0,75 для супесей и S_r<0,8 для суглинков;

-    степень снижения прочности грунтов к_с при повышении их влажности.

5.2    Показатель П определяется по формуле

П (e_L-e)/(l-e),    (5.1)

где е - коэффициент пористости грунта природного сложения при естественной влажности;

ci, - коэффициент пористости, соответствующий влажности на границе текучести и>/. и определяемый по формуле

L’L vr/..уу у_и,    (5.2)

где Уз — плотность частиц грунта, кН/м³;

у и' - плотность воды, принимаемая равной 1 кН/м\

К просадочным относятся лессы и лессовидные грунты, для которых при числе пластичности:    0,01< /,><0,1 показатель П < 0,1; 0,1 < /,,<0,14

показатель П < 0,17; 0,14 < 1_Р< 0,22 показатель П < 0,24; при S_r< 0,75 для супесей и S_r< 0,8 для суглинков.

5.3    Показатель снижения прочности грунтов к_с при их увлажнении определяется по значениям удельного сопротивления при статическом зондировании по формуле

K_c = q_fq и,    (5.3)

где q_e и <у_и - удельные сопротивления грунта под конусом зонда, соответственно при природной влажности и полном водонасыщении.

К просадочным относятся лессы и лессовидные грунты, для которых показатель снижения прочности к_с> 1,3 при давлении на грунт 0,ЗМПа.

5.4    Основания, сложенные просадочными грунтами, следует проектировать с учетом:

-    специфических характеристик просадочных грунтов;

-    типа грунтовых условий по просадочности;

-    значений просадки грунта от его собственного веса .sv.,,;

-    возможных источников повышения влажности (замачивания) грунтов;

-    видов просадочных деформаций;

-    дополнительных нагрузок от сил нагружающего (отрицательного) трения на заглубленные части сооружений;

-    дополнительных нагрузок на подстилающие непросадочные грунты.

5.5    Основные специфические характеристики просадочных грунтов:

-    относительная деформация просадочности е₅/ т.е. относительное сжатие грунта при повышении его влажности;

-    начальное просадочное давление /?,/, представляющее минимальное давление от внешней нагрузки (фундамента, земляного сооружения и т. п.) и (или) собственного веса грунта, при котором начинает возникать просадка грунта в условиях полного водонасыщения;

-    начальная просадочная влажность - влажность просадочного грунта, при которой с учетом напряженного состояния от внешней нагрузки и его собственного веса начинает проявляться просадка грунта.

Основные характеристики просадочных грунтов (e_si, pd, и’_s) определяют путем компрессионных испытаний их в лабораторных условиях по ГОСТ 23161.

5.6    Относительную деформацию просадочности грунта e_si вычисляют на основе испытаний грунта в лабораторных условиях по формуле

_£ ^ — ^hn.p-^hsat.p    (5.4)

Ьп.д

где hu p и И_ш,р высота образца, см, соответственно природной влажности и после его полного водонасыщения (w = и-*,,) при давлении />, кПа, равном вертикальному напряжению на рассматриваемой глубине от внешней нагрузки и от собственного веса грунта p = G_4> + о^;

Л,,.* - высота, см, того - же образца природной влажности при р = G_Zfl

Значение е*1 может быть определенно также в полевых условиях путем замачивания опытных котлованов и по испытаниям грунта штампом с замачиванием.

При выполнении инженерно-геологических изысканий относительную просадочность допускается вычислять по формулам:

&sl~ Ssatp £п,р >    (5.5)

где Zsat.p и 8„,р - относительные сжатия образцов грунта соответственно в водонасыщенном состоянии и при природной влажности;

е„'_Р и e„i,p - коэффициенты пористости образцов грунта соответственно при природной влажности и полном водонасыщении.

5.7    За начальное просадочное давление /г,/ принимают давление:

-    при котором относительная просадочность е*/ равна 0,01, при лабораторных испытаниях грунтов в компрессионном приборе;

-    точка перегиба на графике «нагрузка-осадка» - при полевых испытаниях штампами предварительно замоченных грунтов;

-    p_si =у h вертикальное напряжение от собственного веса грунта на глубине, начиная с которой происходит просадка грунта от собственного веса при замачивании груггтов в опытных котлованах.

5.8    Начальное просадочное давление определяется:

-    при лабораторных испытаниях грунтов в компрессионных приборах, выполненных по ГОСТ 23161 по методам: двух кривых, комбинированному или ускоренному по график) «нагрузка - относительная просадочность»;

-    при полевых испытаниях штампами по ГОСТ 20276, выполняемыми, как правило, при природной влажности и полном водонасыщении грунтов.

5.9    Начальная ггросадочная влажность w^ обычно используется в случаях, когда полностью исключается замачивание грунта, возможно лишь повышение влажности.

Начальная просадочная влажность определяется при расчетах возможных просадочных деформаций в случаях устройства маловодопроницаемых экранов под зданиями и сооружениями.

Начальная просадочная влажность определяется в лабораторных условиях путем испытания 4-6 образцов грунта в компрессионных приборах при различной влажности, изменяющейся от минимальной w_mint равной природной, или установившейся w_p - влажности на пределе раскатывания w_mitr\v_p до максимальной и^х, равной влажности при полном водонасыщении и'_|Пах=и'_ю,. Остальные образцы испытываются после предварительного повышения влажности до величин, разделяющих предел изменения влажности Ли¹ wwx-Wmm на равные интервалы.

За критерий назначения начальной просадочной влажности как и начального просадочного давления /?.,/ принимается е.,/ = 0,01.

5.10    Просадочные грунты по относительной просадочности е₅/ при условном давлении на грунт р = 0,3 МПа ггодразделяются на отдельные виды по таблице 5.1.

Наименование грунтов по степени просадочности	Относительная просадочность esi при давлении р=0,3 МПа
Непросадочные	<0,01
(Условно просадочные)	(0,01<е./<0,015)
Слабопросадочные	0,01 < 85/< 0,03
Среднепросадочные	0,03< ss,< 0,07
Сильнопросадочные	0,07< ел/< 0,12
Чрезвычайнопросадочные	Bsi> 0,12

Особенности развития просадочных деформаций

5.11    При проектировании оснований, сложенных просадочными грунтами, а также зданий и сооружений, включая фундаменты, следует учитывать: особенности напряженно-деформируемого состояния основания; развитие просадочных деформаций по глубине грунтового массива (рисунок 5.1) и в плане; повышение влажности (замачивания) грунтов; виды просадочных деформаций.

5.12    Напряженно-деформируемое состояние основания, сложенного в верхней части просадочным грунтом (рисунок 5.1) характеризуется

1    - вертикальными напряжениями а*, от собственного веса грунта при его природной или установившейся влажности;

2    - вертикальными напряжениями <т_у от нагрузки фундаментов в пределах сжимаемой толщи Н_Сь определяемой по СП 22.13330.2016 (5.6.31-5.6.41);

3    - дополнительными вертикальными напряжениями a_zad возникающими при застройке участка;

4    - вертикальными равномерно-распределенными напряжениями а'_гр от здания или сооружения ниже условно принимаемой сжимаемой толщи Н_с\

5    - вертикальными напряжениями от веса планировочной насыпи а,, г, равными a_Zf hf • у/ - удельный вес грунта, т/м³, планировочной насыпи в процессе отсыпки (рисунок 5.1, в);

6    - частичной разгрузкой грунтового массива (рисунок 5.1, в), приводящего к снижению вертикальных напряжений о_2К и сг соответственно на величины Да*/ и ДSzt,k_t9

где к, - коэффициент условий работы, принимаемый равным к/= 1 при срезке грунта, а также устройстве подземных этажей и подвалов шириной В > 1,5 //,/,; при В < 0,1 //,/, к/ = 0, при 0,1 #,/ < В < 1,5Н„ коэффициент ку принимается по интерполяции от 0,1 до 1.

ю

Дополнительные вертикальные напряжения от пригрузки основания планировочной насыпью а_г/допускается не учитывать при высоте ее Лу<0,2м, а разгрузку при hj<0,5м.

H_st и H'_sl - толщина просадочной толщи соответственно от природного рельефа без учета и с учетом дополнительных напряжений а_2а<*; H_sij и H'_slj - соответственно толщина просадочной толщи при планировке застраиваемой площадки подсыпкой и срезкой грунта; h_{sl р} - толщина верхней (деформируемой) зоны 1 s_SJ р от нагрузки фундамента, h_sig - толщина нижней зоны III просадки s_sj_p от собственного веса грунта; h'_si._g - то же, с учетом дополнительных вертикальных напряжений a_2ad и о’_2аа; Л„ - толщина нейтральной зоны II; h'_n - то же с учетом дополнительных вертикальных напряжений Gad* Н_и1 и Н'_и1 - толщина зоны IV дополнительного сжатия подстилающего грунта соответственно от природного рельефа и уровня подсыпки; I - вертикальные напряжения от собственного веса грунта о_2д% 2 - суммарные вертикальные напряжения от внешней нагрузки а_2р и собственного веса грунта о_2д, 3 - изменение с глубиной начального просадочного давления p_st, 4 - дополнительные вертикальные напряжения o_2ad за счет повышения влажности, уплотнения просадочного грунта, равномерно распределенной нагрузки здания или сооружения, полов 1-го этажа и т.п.; 5 - то же. ^_гал - при дополнительной нагрузке на грунты основания от веса планировочной насыпи; 6 и 7 -эпюры изменения по глубине просадок фундамента, грунта и дополнительного сжатия

подстилающего грунта соответственно без учета и с учетом дополнительных напряжений о_г.ай'■> 8 - 10 - уровни рельефа соответственно природного, при планировке соответственно природного, при планировке подсыпкой на высоту hj и срезкой грунта на глубину d_f; 8 - 9 - то же при планировке соответственно подсыпкой на высоту и срезкой грунта; 11 - изменение по глубине вертикальных напряжений o_zgt при планировке площадки срезкой на глубину h_t, 12 и 13 - вертикальные напряжения на глубине d соответственно от собственного веса грунта и нагрузки от фундамента

Рисунок 5.1 - Зоны деформации присадочных грунтов в основании фундаментов (а) и схемы изменения вертикальных напряжений в грунтовых массивах при вертикальной планировке подсыпкой (б) и срезкой (в) грунта (d) - глубина заложения фундамента

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

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

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

За расчетное состояние грунтов основания по влажности в большинстве случаев следует принимать возможность замачивания грунтов сверху и (или) снизу, при которых, как правило, происходит повышение их влажности до полного водонасыщения.

Повышение влажности лессов, а также лессовидных суглинков и глин при экранировании поверхности допускается принимать до установившегося значения ш, со,, - влажности на границе раскатывания.

5.14    Повышение напряженного состояния грунтов основания при

застройке происходит вследствие:    увеличения    влажности    грунтов;

уплотнения и закрепления грунтов при ликвидации их просадочных свойств; устройства обратных засыпок глубоких котлованов с повышенной плотностью грунтов; применения фундаментов из забивных, набивных, буронабивных свай; устройства фундаментов под технологическое оборудование и полы; нагрузки от веса зданий и сооружений; динамических воздействий от работающих в зданиях и сооружениях кранового, технологического оборудования и других воздействий.

5.15    При наличии нагрузки от фундамента и собственного веса грунтов просадки их по глубине (рисунок 5.1, б) в общем случае характеризуются наличием четырех зон:

I - верхняя (деформируемая) зона просадки грунта, в пределах которой

просадка происходит главным образом под действием нагрузки от

фундамента и частично собственного веса грунта, которая распространяется

от подошвы фундамента до глубины h„._p, на которой вертикальные 12

напряжения от нагрузки фундамента а_:р и собственного веса грунта о# равняются значению начального просадочного давления /?,/, (вф + pj*

II    - пассивная (нейтральная) зона толщиной в которой деформации грунта при его замачивании практически отсутствуют, так как выполняется уСЛОВИе (<3zp • Czg) <PsU

III    - нижняя зона просадки фунта от собственного веса, в пределах которой происходит просадка фунта от собственного веса, которая начинается с глубины /?.^, ниже которой выполняется условие (о~_к p_si)> и заканчивается на нижней границе просадочной толщи /У,/;

IV    - зона сжатия подстилающих просадочную толщу непросадочных грунтов, возникающая при застройке участка под действием: вертикальных и дополнительных напряжения o_Z(Ki, a_z/ и частично о \_р.

5.16    При проектировании оснований, сложенных просадочными грунтами, следует учитывать особенности развития просадок грунтов по глубине и в плане:

-    просадки s_sipот внешней нагрузки, происходящие в пределах верхней зоны hj/_p(см. пункт 5.12);

-    просадки от собственного веса фунта .у^, происходящие в нижней зоне hsig, (см. пункт 5.12);

-    неравномерность просадки фунтов £?,/;

горизонтальные перемещения основания Usi в пределах криволинейной части просадочной воронки при просадке фунтов от собственного веса;

-    дополнительные осадки подстилающих просадочную толщу грунтов, происходящие за счет повышения напряженного состояния фунтового массива, а также снижения модуля деформации фунтов при повышении их влажности.

5.17    Просадки грунтов оснований от собственного веса s_sl qхарактеризуются (рисунок 5.2):

-    максимальной или возможной просадкой;

-    разностью As,/ и относительной разностью просадок As^L (L -расстояние между точками по длине участка или между фундаментами);

-    наклоном поверхности основания или креном фундаментов сооружения I;

-    кривизной изгибаемого участка основания или сооружения или выгибом основания f/L (f - прогиб, L - длина однозначного изгибаемого участка основания или сооружения), или радиусом привязки.

L Г5	Г Г1	т	. г»	■ г,	h
t 2J	R	7	7М	11

A - .чиненным источник замачивания; />’ - площадной источник замачивания; а -поперечный разрез зоны увлажнения; б - кривые просадки поверхности грунта; в -кривые наклонов (4) и кривизны (5) поверхности; г - кривые горизонтальных перемещении поверхности грунта; 1 - положение земной поверхности; 2 - площадь-источник замачивания; 3 - нижняя граница растекания воды; ширина замачиваемой площади; ширина горизонтального участка просадки; р - угол растекания воды в стороны; Я,/ - просадочная толща; г- расчетная длина криволинейного участка просадки от собственного веса грунта; L - ширина зоны растекания воды; //*/ -горизонтальные перемещения земной поверхности; I п II - зоны соответственно разуплотнения и уплотнения грунта; го ширина зон соответственно уплотнения и разуплотнения грунта Рисунок 5.2 - Общий характер ра шнтия проса личных деформаций па поверхности от собственною веса

5.18 Максимальная просадка грунта от собственного веса .?s£g.max происходит в случаях площадных источников (рисунок 5.2, б) шириной #_и > Я,/и наблюдается в их средней части шириной Ь„

За пределами ширины />„ и длины /_и на криволинейных участках г просадка грунта от собственного веса Ssi._gJc изменяется от максимальной

Sd.g.max ДО НуЛЯ (S_sLg = 0).

5.19    При отсутствии площадных источников замачивания > H_%i) и наличии ТОЛЬКО ВОЗМОЖНЫХ линейных ИСТОЧНИКОВ шириной B_w._m in< В_а>.Ь < HsI или точечных источников диаметром J_wmm < d_w < H_si расчет оснований, фундаментов, а также зданий и сооружений рекомендуется выполнять на возможную просадку фунтов от их собственного веса S'si._g..

Примечание- При отсутствии результатов замачивания опытных котлованов в полевых условиях минимальную шнрин> Н_тт линейного источника замачивания, при которой начинает проявляться просадка грунта от его собственного веса допускается принимать /3»._т« > 0,17/*, а точечного диаметром </»■«, = 0.15■//*

5.20    Длина криволинейного участка просадки фунта от собственного веса определяется по формуле:

Г IsiUBu К), 2,    (5.7)

а в случае А (рисунок 5.2) при Ь„ = 0 максимальное значение участка определяется по формуле

Г, пах Id + В„/2,    (5.8)

где /,/ - величина распространения просадки фунта в стороны от замачиваемой площади; при отсутствии экспериментальных данных принимается равной для: супесей /_л/    0,8    суглинков    и    глин

соответственно H_si и 1,4 Н^.

5.21    Изменение п|юсадки поверхности грунта от собственного веса по данным экспериментальных исследований в различных фунтовых условиях на криволинейных участках г при начале координат в точках 0 (рисунок 5.2) описывается уравнением косинусоиды вида:

Sd.Rx Sd₄f 2( 1+COS7LV г).    (5.9)

Косинусоида имеет перегиб в точке с координатами г 2 и .v^_r2, где кривизна ее наибольшая.

5.22    Неравномерные просадки фунтов от их собственного веса

а также их относительной разности \s_si^sl(b) Ъ возникают на криволинейных участках их развития г, ширины которых зависят от ширины (диаметра) источника замачивания B_M(d„), ширины зоны /„ растекания воды в стороны от него (В_0>).

5.23    Наклоны поверхности основания i_sl и крены фундаментов и сооружений k_st, возникающие при просадке фунтов от их собственного веса, определяются как отношение разности просадок отдельных краев фундаментов к ширине подошвы фундамента или сооружения b в направлении крена

isi (s^s^sij/b,    (5.10)

где s'^K/<b)si_f, и s ’^л,(Ь>з1.к - максимальные или возможные просадки основания или краев фундамента и сооружения от собственного веса грунта.

5.24    Разность Д£*/ и относительную разность просадок основания AsjL следует определять для отдельных точек основании или фундамента и в целом для зданий и сооружений с податливой конструктивной схемой по СП 22.13330.

Для зданий и сооружений с жесткой конструктивной и комбинированной схемой, а также при податливой конструктивной схеме, возводимых на свайных фундаментах с полной прорезкой просадочных грунтов, рекомендуется вычислять возможные крены зданий и сооружений.

5.25    Радиус кривизны R_si поверхности основания при просадках грунтов от собственного веса определяется по формуле

R,i г(1 • т) 2 s,/_g,    (5.11)

где г - расчетная длина криволинейного участка (рисунок 5.2) просадки грунта от собственного веса;

Siig - расчетная просадка грунта от собственного веса при полном водонасыщении;

т - коэффициент, численно равный

5.26    Расчетная длина криволинейного участка г определяется по формуле

г =Hsi (0,5 +тр\ф)    (5.12)

где Hai - значение просадочной толщи, определяемое с учетом планировки участка подсыпкой или срезкой грунта;

/Ир - коэффициент, учитывающий растекание воды в стороны и принимаемый равным: 0,7 - для лессов, 1,0 и 1,4 — для лессовидных суглинков и глин соответственно, 1,7 - при слоистых напластованиях этих грунтов.

р - среднее значение угла растекания воды в стороны.

5.27    Тип грунтовых условий устанавливается по результатам лабораторных испытаний образцов грунтов на просадочность путем вычисления значений просадок грунтов от их собственного веса Satq или, более достоверным методом замачивания грунтов в опытных котлованах.

Грунтовые условия площадок, сложенных просадочными грунтами, в зависимости от возможности проявления просадки грунтов от собственного веса подразделяют на два типа:

I - грунтовые условия, в которых возможна в основном просадка грунтов от внешней нагрузки, а просадка грунтов от собственного веса отсутствует или не превышает 5 см;

Уплотнение грунтовыми сваями................................................71

Проектирование армированных оснований...................................76

Проектирование уплотнения предварительным замачиванием...........80

Проектирование уплотнения глубинными взрывами........................84

Уплотнение весом возводимого здания........................................87

10 Проектирование свайных фундаментов Общие положения..................................................................87

Проектирование свайных фундаментов на просадочных грунтах с I типом грунтовых условий

Общие положения...................................................................94

Определение несущей способности набивной сваи

в пробитой скважине................................................................95

Определение несущей способности свай по результатам

полевых испытаний..................................................................101

Проектирование свайных фундаментов на просадочных грунтах

с II типом грунтовых условий......................................................103

Проектирование свайных фундаментов по СП 24.13330.....................103

Проектирование свайных фундаментов по предлагаемой методике. .. 107

Определение расчетных нагрузок на свайные фундаменты................110

11 Геотехнический мониторинг......................................................112

Приложение А Опытное замачивание просадочных грунтов в

котлованах...............................................................................114

Приложение Б Области рационального применения мероприятий при

строительстве на просадочных грунтах........................117

Библиография.........................................................................120

in

II - грунтовые условия, в которых помимо просадки грунтов от внешней нагрузки возможна их просадка от собственного веса и ее величина превышает 5см.

5.28    Горизонтальные перемещения проявляются в пределах верхней части просадочной толщи на глубину 0,5Я,/ и характеризуются развитием двух зон:

I    - зона горизонтального разуплотнения (растяжения) грунта, располагающаяся на периферийных частях участков неравномерной просадки грунтов от собственного веса, в пределах которой горизонтальные перемещения направлены в стороны от источников залегания;

II    - зона горизонтального уплотнения (сжатия) грунта возникает вблизи и под источником замачивания, в которой горизонтальные перемещения направлены в сторону источника замачивания.

Глубину зон горизонтального разуплотнения и уплотнения грунтов рекомендуется принимать //_1ор = 0,5Hj - толщина просадочной толщи, а изменение их по глубине по линейному закону от Я_Л/ДО нуля.

5.29    При проектировании оснований и фундаментов на просадочных грунтах со II типом грунтовых условий необходимо учитывать особенности влияния просадочных деформаций на заглубленные подземные части зданий и сооружений и особенно свайные фундаменты.

При просадках грунтов от собственного веса, а также дополнительных вертикальных напряжений, при застройке территорий, за счет возникающих сил трения и сцепления по боковой поверхности свай, а также по периметру заглубленной части зданий и сооружений, уплотненных, закрепленных массивов грунтов, происходит нависание на них окружающего просадочного грунта, вследствие чего происходит разгрузка окружающих просадочных грунтов с одновременной пригрузкой основания, дополнительной нагрузкой /V

5.30    Горизонтальные перемещения грунтов, возникающие при их просадках от собственного веса, оказывают влияние на подземные конструкции в зонах сжатия и растяжения с передачей на них соответственно дополнительных сжимающих или растягивающих усилий и напряжений, на которые необходимо выполнять расчеты на возможность горизонтального смещения, как отдельных фундаментов колонн каркасных зданий, так и отдельных блоков зданий, а также небольших в плане сооружений.

При проектировании свайных фундаментов следует выполнять расчеты на изгиб от усилий, передающихся на них от горизонтальных перемещений.

5.31    При проектировании зданий и сооружений на просадочных грунтах с типом II грунтовых условий необходимо учитывать

Настоящее пособие разработано в развитие положений СП

22.13330.2016    «СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений», СП

24.13330.2016    «СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты» для реализации проектировщиками требований, заложенных в строительных нормах и правилах, и выполнения более грамотного и рационального проектирования зданий и сооружений на просадочных грунтах.

В настоящем методическом пособии приведены указания и рекомендации по проектированию естественных и искусственных оснований, фундаментов на просадочных грунтах, а также рекомендации по геотехническому мониторингу при строительстве.

Методическое пособие разработано с учетом актуализации нормативной базы за последние десять лет, в том числе ГОСТ 25100 (в части классификации просадочных грунтов), ГОСТ 23161 (в части методов определения характеристик просадочности), а также нового свода правил СП 305.1325800.2017 (в части геотехнического мониторинга при строительстве в условиях распространения просадочных грунтов).

Методическое пособие предназначено для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций.

Методическое пособие разработано авторским коллективом НИИОСП им. Н М. Герсеванова - институтом АО «НИЦ «Строительство» (д-р техн. наук В. И. Крутов - руководитель темы (разделы 1-11), канд. техн. наук В.К. Когаи - ответственный исполнитель (разделы 1-11), канд. техн. наук И.К. Попсуенко (разделы 1-4, 9), канд. техн. наук AM. Дзагов (разделы 1-3, 10), под общей редакцией канд. техн. наук И.В. Колыбина.

1    Область применения

Рекомендации настоящего методического пособия распространяются на проектирования основании фундаментов зданий и сооружении на просадочных грунтах.

Методические рекомендации не распространяются на проектирование оснований гидротехнических сооружений, дорог, аэродромных покрытий, а также оснований глубоких опор и фундаментов машин с динамическими нагрузками.

В развитие положений подраздела 6.1 СП 22.13330.2016 методическое пособие содержит указания по особенностям проектирования оснований и фундаментов на просадочных грунтах, приводятся рекомендации по расчету просадок грунтов и фундаментов, мероприятия по проектированию оснований и фундаментов, указания по проектированию фундаментов на естественном и искусственных основаниях (грунтовая подушка, уплотнение просадочных грунтов тяжелыми трамбовками, грунтовыми сваями, предварительным замачиванием, в том числе энергией глубинных взрывов, весом возводимого здания), приводятся указания по проектированию столбчатых и ленточных фундаментов на просадочных грунтах, фундаментов в вытрамбованных котлованах, фундаментов из забивных блоков, рекомендации по специальным мероприятиям (водозащитным и конструктивным), направленным на обеспечение нормативных требований по предельным деформациям с целью снижение чувствительности конструкций зданий к неравномерным осадкам основания.

В развитие положений раздела 9 СП 24.13330.2016 методическое пособие содержит указания по особенностям проектирования свайных фундаментов на просадочных грунтах, приводятся рекомендации по расчету и проектированию свайных фундаментов на просадочных грунтах 1 и II типа, рекомендации по расчету сил нагружающего трения на сваи на просадочных грунтах II типа, а также методика расчета сил нагружающего трения на сваи на просадочных грунтах II типа по весу нависающего грунта.

Также в методическом пособии в дополнение к пункту 6.4.33 СП

22.13330.2016 и    подразделу 8.4 СП 305.1325800.2017 приводятся

рекомендации по измерениям общих и послойных осадок основания, горизонтальных перемещений грунтового массива по глубине, наблюдению за уровнем грунтовых вод.

В приложениях приведены: область рационального применения предлагаемых методов уплотнения просадочных грунтов; рекомендации по ускоренному методу замачивания просадочных грунтов, для определения в полевых условиях характеристик просадочности, фактической величины просадки грунтов от собственного веса и типа грунтовых условий по просадочности.

2    Нормативные ссылки

В настоящем пособии приведены ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 5180 84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 5686-2012 Грунты. Методы полевых испытаний сваями ГОСТ 12248-2010    Грунты.    Методы    лабораторного    определения

характеристик прочности и деформируемости

ГОСТ 19912-2012 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием

ГОСТ 20522-2012 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний

ГОСТ 20276-96 Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности

ГОСТ 30672-2012 Грунты. 11олевые испытания. Общие положения ГОСТ 22733-2002    Грунты.    Метод    лабораторною    определения

максимальной плотности

ГОСТ 23161-2012    Грунты.    Методы    лабораторного    определения

характеристи к просадочности

ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

СП 14.13330.2018 «СНиП 11-7-81* Строительство в сейсмических районах» (с изменением № 1)

СП 21.13330.2012    «СНиП    2.01.09-91 Здания и    сооружения    на

подрабатываемых территориях и просадочных грунтах» (с изменением №1) СП 22.13330.2016    «СНиП    2.02.01-83* Основания    зданий и

сооружений» (с изменениями № 1, № 2, № 3)

СП 24.13330.2011    «СНиП    2.02.03-85 Свайные    фундаменты»    (с

изменениями № 1, № 2, № 3)

СП 45.13330.2017 «СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты» (с изменениями № 1, № 2)

СП 47.13330.2016    «СНиП    И-02-96 Инженерные    изыскания    для

строительства. Основные положения»

Примечание - При пользовании настоящим Пособием целесообразно провер>гть действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно и даваемому указателю "Национальные стандарты", который отблнкован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно (сдаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании следует р\ководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, нс затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем пособии применены следующие термины с соот ветству юншм и о п ре дел е н и я м и:

3.1    армированный грунт: Композитный материал, состоящий из насыпного грунта и армирующих его более прочных элементов.

3.2    армированный массив грунта: Естественный грунтовый массив, усиленный армирующими элементами.

3.3    выравнивание сооружения: Подъем (с помощью домкратов или других приспособлений) или опускание (путем выбуривания грунта и т.п.) сооружения или отдельных его частей при неравномерных деформациях, превышающих предельные.

3.4    геотехническая категория:    Категория    сложности объекта

строительства с точки зрения проектирования оснований и фундаментов, определяемая в зависимости от его уровня ответственности и сложности инженерно-геологических условий площадки строительства.

3.5    геотехнический прогноз: Комплекс работ аналитического и расчетного характеров, цель которых качественная и количественная оценки поведения оснований, фундаментов и конструкций проектируемого сооружения и окружающей застройки в процессе строительства и эксплуатации.

3.6    горизонтальное перемещение: Горизонтальное перемещение грунта или сооружения, возникающее при значительных неравномерных просадках грунта от его собственного веса на участках изменения просадок от минимальных до максимальных значений.

3.7    вертикальные деформации земной поверхности: Деформации земной поверхности в вертикальной плоскости, вызванные неравномерностью вертикальных перемещений.

3.8    допустимые деформации основания сооружений: Деформации, способные вызвать повреждения в сооружениях, при которых для дальнейшей эксплуатации их по прямому назначению достаточно проведения текущих наладочных и ремонтных работ.

3.9    предельные деформации основания сооружений: Деформации, превышение которых может вызвать аварийное состояние сооружений или опасность для жизни людей.

3.10    дополнительная осадка подстилающего слоя: Вертикальная деформация слоя грунта, залегающего ниже просадочной толщи, происходящая от: равномерно распределенной нагрузки от здания или сооружения (включая нагрузки на полы по грунту); повышения собственного веса просадочного грунта при повышении его плотности, влажности; выполнения свай, устройства планировочной насыпи и т.п..

3.11    куст свай: Компактно размещаемая группа свай, объединенная ростверком и передающая нагрузку на основание, как правило, от одиночной колонны или опоры.

з

3.12    несущая способность сван:    Предельное    сопротивление

основания одиночной сваи по условию ограничения развития в нем деформации сдвига в соответствии с заранее заданным условием.

3.13    основание сван: Часть массива грунта, воспринимающая нагрузку, передаваемую сваей, и взаимодействующая со сваей.

3.14    расчетная нагрузка, передаваемая на сваю: Нагрузка, равная продольному усилию, возникающему в свае от проектных воздействий на фундамент при наиболее невыгодных их сочетаниях.

3.15    ростверк: Распределительная балка или плита, объединяющая головы свай и перераспределяющая на них нагрузку от вышерасположенных конструкций.

3.16    свайное поле: Большая группа свай, объединенная общим ростверком, передающая нагрузку на основание от системы колонн или опор.

3.17    свайный фундамент: Комплекс свай, объединенных в единую конструкцию, передающую нагрузку на основание.

3.18 свая: Погруженная в грунт или изготовленная в грунте вертикальная или наклонная конструкция, предназначенная для передачи нагрузки на основание.

3.19    одиночная свая: Свая, передающая нагрузку на грунт в условиях отсутствия влияния на нее других свай.

3.20 малозаглубленный фундамент: Фундамент с глубиной заложения подошвы выше расчетной глубины сезонного промерзания грунта.

3.21    начальная просадочная влажность: Минимальная влажность, при которой проявляются просадочные свойства грунта, при заданном напряженном состоянии.

3.22    начальное просадочное давление: Минимальное давление, при котором проявляются просадочные свойства грунта, при его полном водонасыщении.

3.23    научно-техническое сопровождение: Комплекс работ научноаналитического, 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.

3.24    осадки: Вертикальные составляющие деформаций основания, происходящие в результате внешних воздействий и, в отдельных случаях, от собственного веса грунта, не сопровождающееся изменением его структу ры.

3.25    основание сооружения: Массив грунта, взаимодействующий с сооружением.

3.26    особые условия: Условия, характеризующиеся наличием:

-    неблагоприятных геологических и инженерно-геологических процессов (карст, суффозия, горные подработки, оползни и т.д.);

-    сейсмических, динамических и других воздействий;

-    специфических грунтов (просадочные, набухающие, засоленные и др.).

3.27    относительная просалочность: Отношение изменения толщины слоя грунта без возможности бокового расширения до и после повышения его влажности при заданном давлении к его первоначальной толщине в природном залегании.

3.28    подземное сооружение или подземная часть сооружения: Сооружение или часть сооружения, расположенная ниже уровня поверхности земли;

3.29    присадочный грунт:    Преимущественно структурно

неустойчивый, глинистый (лессовый) грунт, в котором при повышении влажности выше определенного уровня происходит потеря его прочности и под воздействием внешней нагрузки и (или) собственного веса происходит его дополнительное уплотнение - просадка грунта.

3.30    нросалочнаи толща: Слой грунта от природной поверхности или уровня планировки до кровли нспросадочного грунта.

3.31    просадки: Вертикальные составляющие деформаций основания, происходящие в результате уплотнения грунта и коренного изменения структуры грунта под воздействием как внешних нагрузок и собственного веса грунта, так и дополнительных факторов, таких, например, как замачивание просадочного грунта, оттаивание ледовых прослоек в замерзшем грунте.

3.32    силы отрицательного (негативного) трения:    Силы,

возникающие на боковой поверхности фундаментов и подземных частей сооружений при перемещении грунтов вниз относительно них.

3.33    специализированные организации: Организации, основное направление деятельности которых - выполнение комплексных инженерных изысканий и проектирование оснований, фундаментов и подземных частей сооружений, располагающие квалифицированным и опытным персоналом, в т.ч. с обязательным привлечением научных кадров, соответствующим сертифицированным оборудованием и программным обеспечением.

3.34    степень изменчивости сжимаемости нросадочных грунтов основания: Отношение наибольшего значения приведенного по глубине модуля деформации просадочных грунтов природной влажности к его наименьшему значению при полном водонасыщении (в пределах плана сооружения) или максимальной вертикальной деформации основания к ее минимальному значению.

3.35    уплотненный грунт: Грунт уплотненный одним из известных способов.

3.36    условный радиус кривизны: Кривизна поверхности грунта природного сложения или на уровне подошвы фундамента на криволинейных участках изменения просадки грунта от собственного веса от нуля до максимального значения, представляющего собой отношение квадрата длины криволинейного участка к значению максимальной просадки грунта от собственного веса.

3.37    фундамент сооружении: Часть сооружения, которая служит для передачи нагрузки от сооружения на основание.

4 Общие положения

4.1    Основания и фундаменты зданий и сооружений на просадочных грунтах должны проектироваться на основе и с учетом:

-    результатов инженерных изысканий для строительства;

-    инженерной цифровой модели местности (ИЦММ) с отображением подземных и надземных сооружений и коммуникаций;

данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности сооружения и условия его эксплуатации, включая сведения о наличии водонесущих коммуникаций, и возможности точечного и (или) площадного замачивания просадочных грунтов оснований;

-    нагрузок, действующих на фундаменты;

-    окружающей застройки и влияния на нее вновь строящихся и реконструируемых зданий и сооружений;

-    экологических и санитарно-эпидемиологических требований;

-    характера планировки застраиваемой площади планировочной насыпью (время, вид, технология отсыпки грунта, способы его уплотнения и т.п.) или наоборот срезкой грунта.

4.2    Инженерные изыскания для строительства должны производиться в соответствии с требованиями СП 47.13330 и других нормативных документов по инженерным изысканиям и исследованиям грунтов для строительства, а также с учетом дополнительных требований к инженерно-геологическим изысканиям, позволяющих получать более полные и достоверные значения основных характеристик просадочных грунтов, прогнозу возможных деформаций и расчету' оснований и фундаментов.

4.3    К просадочным относятся грунты, в которых при увеличении влажности свыше определенного уровня происходит потеря прочности вследствие чего возникают дополнительные деформации - просадки - от внешней нагрузки и (или) от собственного веса грунта.

б