Приложение К (рекомендуемое). Особенности проектирования оснований зданий и сооружений с заглубленной подземной частью

Приложение К
(рекомендуемое)

Особенности проектирования оснований зданий и сооружений с заглубленной подземной частью

К.1 Проектирование оснований и фундаментов зданий и сооружений с заглубленной подземной частью на просадочных грунтах следует выполнять с учетом разгрузки грунтового массива при отрывке котлована и его основных размеров (глубины и ширины) (см. рисунок К.1)

Отрывка котлована приводит к снижению величин (см. рисунок К.1):

просадочной толщи благодаря понижению верхней ее границы, а также часто и подъема ее нижней границы за счет разгрузки нижележащих грунтов;

просадки грунтов от собственного веса вследствие уменьшения величины просадочной толщи и относительной просадочности грунтов при снижении в них вертикальных напряжений;

дополнительной осадки подстилающих непросадочных грунтов за счет снижения вертикальных напряжений на них от собственною веса грунта .

Кроме этого, при устройстве заглубленной подземной части возможен перевод грунтовых условий под зданием или сооружением из I типа в непросадочные грунты, а из II типа в I тип по просадочности (см. рисунок К.2).

К.2 При отрывке котлована под подземную часть здания (рисунок К.2):

величина просадочной толщи под зданием определяется от уровня дна котлована до глубины z, на которой при давлении на грунт от собственного веса, равного (здесь - среднее значение удельного веса просадочного грунта), начиная с отметки дна котлована, относительная просадочность равняется , или до кровли нелессовых глинистых, а также песчаных и крупнообломочных грунтов;

расчетная просадка грунта от собственного веса определяется в пределах оставшейся части просадочной толщи ;

дополнительная осадка подстилающего просадочную толщу непросадочного грунта, вычисляемая начиная с глубины .

Просадка грунтов от собственного веса рассчитывается с учетом размеров подземной части и возможных источников замачивания, наличия маловодопроницаемого экрана по И.3, а дополнительные осадки подстилающих грунтов - по И.14 приложения И.

К.3 Перевод грунтовых условий при отрывке котлована обеспечивается:

а) из I и в отдельных случаях из II типа по просадочности в обычные непросадочные грунты при условии, что относительная просадочность всех слоев (инженерно-геологических элементов - ИГЭ) толщиной более 1 м при давлении от собственного веса грунта начиная с отметки дна котлована, оказывается меньше ;

б) из II типа в I тип по просадочности при расчетной просадке грунтов от собственного веса в пределах оставшейся части просадочной толщи не превышающей см.

К.4 Минимальную глубину котлована, при которой полностью исключается просадка грунта от его собственного веса и перевод грунтовых условий из II в I тип по просадочности следует определять по формуле

, (К.1)

где - коэффициент условий работы, принимаемый равньм при прямоугольной форме в плане котлована с соотношением сторон не менее 1:3 и при квадратной и круглой форме;

- вертикальное напряжение, от собственного веса грунта, равное ;

- средневзвешенное значение удельного веса просадочного грунта в водонасыщенном состоянии, ;

d - глубина, м, на которой "дефицит прочности" просадочного грунта имеет максимальное значение, т.е. ;

- начальное просадочное давление, кН, на глубине d.

Примечание - Формулой (К.1) следует пользоваться в случаях когда:

отсутствует дополнительная нагрузка на дне котлована;

выполняются свайные фундаменты, на которые передаются все нагрузки от здания или сооружения, включая и от полов первого (подземного) этажа;

просадочные свойства грунтов ниже дна котлована полностью устраняются, например уплотнением.

К.5 При применении плитных и других фундаментов без устранения просадочных свойств грунтов ниже дна котлована, минимальная глубина его , м, при которой будут полностью отсутствовать просадки грунтов в основании здания или сооружения, определяется по формуле

, (К.2)

где , , - те же обозначения, что и в формуле (К.1);

- вертикальные напряжения от нагрузки фундаментов, кПа;

- дополнительные вертикальные напряжения в грунте от полов нижнего этажа подвала или подземной части.

При применении формулы (К.2) величину определяют подбором, задаваясь различными дополнительными напряжениями на различных глубинах в соответствии с эпюрой их распределения.

К.6 Глубины и допускается определять графически. Для этого по каждой технической выработке на основе материалов инженерно-геологических изысканий строятся графики изменения по глубине (см. рисунок К.2): давления грунтов от собственного веса и начального просадочного давления ; а также при необходимости (). Затем параллельно графику или проводится касательная к кривой изменения начального просадочного давления - . Касательная представляет собой эпюру изменения по глубине давления при котором просадки грунтов от их собственного веса или при суммарной нагрузке ниже дна котлована (подвала) будут отсутствовать. При этом необходимые глубины и определяются по точкам пересечения касательной с вертикальной осью "0", относительно которой наносятся кривые изменения по глубине , , ().

К.7 При проектировании оснований зданий и сооружений с подземной частью глубиной более 4-5 м наряду с требованиями, изложенными в данном приложении, необходимо учитывать требования раздела 9 СП 22.13330.

К.8 Выбор вида оснований и конструкций фундаментов зданий и сооружений с подземной частью следует осуществлять с учетом глубины и размеров ее в плане, типа грунтовых условий по просадочности, величин просадочной толщи , просадки и дополнительной осадке подстилающих непросадочных грунтов, а также конструкций зданий и сооружений, нагрузок на грунты оснований и других факторов, приведенных в СП 22.13330.

На подстилающих непросадочных, а также на просадочных грунтах с I типом просадочности ниже дна котлована при средних давлениях по подошве фундаментов, при которых в пределах всей сжимаемой толщи суммарные вертикальные напряжения от их нагрузки собственного веса грунта :

оказываются меньше величины начального просадочного давления (т.е. ) используются грунты дна котлована в качестве естественного основания и фундаменты выполняются как на обычных непросадочных грунтах;

превышают начальное просадочное давление () следует устранять просадочные свойства грунтов в пределах всей или только верхней части деформируемой зоны путем уплотнения их тяжелыми трамбовками, вытрамбовыванием котлованов или замены слоя просадочных грунтов непросадочными с устройством грунтовой подушки.

К.9 В случаях залегания просадочных грунтов с II типом грунтовых условий по просадочности ниже дна котлована необходимо применять:

уплотнение просадочных грунтов в 1-2 слоя тяжелыми трамбовками, грунтовыми сваями, упрочнения вертикальными армирующими сваями из жесткого грунтового материала (щебень, щебенистого, галечного грунта, экологически чистого и прочного шлака и т.д.);

прорезку просадочной толщи забивными, набивными сваями с погружением их ниже зоны развития возможных дополнительных осадок .

К.10 При прорезке просадочных грунтов с II типом грунтовых условий сваями, а также полном устранении просадочных свойств грунтов уплотнением в пределах просадочной толщи дополнительные нагрузки от сил отрицательного трения на сваи и уплотненные массивы следует учитывать по периметру подземной части зданий и сооружений на контурной полосе шириной 0,2 исходя из возможной просадки , а под средней их частью исходя из просадки при величине просадочной толщи .

При необходимости увеличения несущей способности свай на контурной полосе необходимо увеличивать их количество, длину, а в случаях устройства грунтовых, армирующих свай, кроме этого, выполнять их из более прочного грунтового материала с уширениями повышенных размеров в нижней их части.

К.11 В целях снижения дополнительных нагрузок от сил отрицательного трения на сваи и уплотненные массивы, а также на подземные конструкции зданий и сооружений по их боковым наружным поверхностям, включая ростверки, фундаментные плиты и другие фундаменты глубокого заложения, необходимо выполнять швы скольжения.

Примечание - Швы скольжения рекомендуется совмещать с гидроизоляцией и устраивать из 3-4 слоев водостойкого пергамина, рубероида, полиэтиленовой пленки и других материалов.