1 - буронабивной фундамент; 2 - фундаментная панель;
3 - цокольная панель; 4 - ростверк; 5 - фундаментные балки;
6 - панель; 7 - закладные детали
рис. 3.9 Рис. 3.10. Опирание колонн на буронабивной фундамент:
1 - выпуски арматуры из фундамента;
2 - арматура колонны; 3 - арматура стакана; 4 - колонна
рис. 3.10
3.4. Фундаменты на искусственно улучшенных основаниях
3.4.1. Искусственно улучшенные основания в условиях С.-Петербурга могут применяться с целью замены залегающих на небольшой глубине слабых грунтов (торфа, заторфованных супесей, насыпных грунтов и др.), не пригодных в качестве основания, для уменьшения размеров подошвы фундаментов, снижения давления на слабые подстилающие слои, уменьшения и ускорения развития во времени осадок, для повышения отметки заложения фундаментов.
3.4.2. В качестве искусственно улучшенных оснований могут использоваться песчаные (гравийные) подушки, минеральные насыпные грунты и грунты, закрепленные химическими или электрохимическими способами.
3.4.3. Применение песчаных (гравийных) подушек допускается для любых зданий и сооружений. Намытые мелкие и пылеватые пески могут быть использованы в качестве оснований зданий с несущими стенами до 5 этажей и сооружений, мало чувствительных к неравномерным осадкам.
Закрепление грунтов целесообразно только для усиления оснований существующих зданий, в аварийных случаях, при пристройке новых зданий к существующим и при откопке траншей и котлованов около существующих фундаментов ниже их подошвы.
3.4.4. Для проектирования фундаментов на искусственных основаниях кроме материалов, изложенных в п. 3.1.3, необходимо иметь:
а) при назначении песчаных (гравийных) подушек - подробные данные о толщине слоя заменяемых грунтов по всей площади сооружения и материале - грунте подушки;
б) при использовании в основании намытых грунтов необходимо детальное исследование их свойств под каждым объектом с определением неоднородности как по толщине, так и по простиранию, кроме того должно быть проведено исследование необходимости и возможности их уплотнения;
в) при назначении закрепления грунтов сведения о конструкции существующих фундаментов, о грунтовых условиях и физико-механических свойствах грунтов, выполненные по специальной программе.
3.4.5. Подушки, как правило, рекомендуется выполнять из крупнозернистых и среднезернистых песков; из гравия и гравийно-песчаных смесей, когда они являются местными материалами или при устройстве подушек в зимнее время.
3.4.6. Возведение зданий и сооружений на слое насыпных и намытых грунтов, как правило, должно производиться после окончания процесса консолидации (уплотнения) этого слоя и подстилающих грунтов под действием веса насыпного слоя. При незавершенной консолидации подстилающих грунтов незавершенная осадка должна учитываться при проектировании фундаментов.
3.4.7. При проектировании фундаментов на намывных грунтах, особенно пылеватых песках и супесях, следует учитывать возможную изменчивость грунтов основания по сжимаемости и прочностным характеристикам по глубине и в плане.
3.4.8. Расчетное сопротивление грунта песчаных подушек должно определяться по СНиП 2.02.01-83, исходя из предусмотренных проектом расчетов физико-механических характеристик песка в уплотненном состоянии.
3.4.9. Расчетное сопротивление намытого грунта для проектирования фундаментов рекомендуется устанавливать по физико-механическим характеристикам, полученным для состояния намытого грунта в период изысканий.
3.4.10. Толщина подушки должна определяться с учетом допустимых давлений на слабые подстилающие грунты и их осадок, а также отметок заложения фундаментов.
3.4.11. При переменной мощности заменяемого слоя грунта (наклонной кровле подстилающего слоя грунта), изменение толщины подушки рекомендуется назначать плавно с уклоном не круче 1:10 или уступами по 10 см высотой и не менее 1 м длиной. При более крутом падении кровли подстилающего слоя грунта и резком изменении толщины подушки следует рассчитывать неравномерности осадок фундаментов и в необходимых случаях принимать меры по уменьшению чувствительности зданий к ожидаемым неравномерностям осадок (см. раздел 1.4).
3.4.12. Форма сечения подушки зависит от крутизны откосов котлована, как правило, она получается трапецеидальная, уширяющаяся вверх. По низу подушка должна иметь размер с учетом распределения давления в песке под углом 30°, а при наличии торфа по сторонам подушки под углом 45° (рис. 3.11).
Рис. 3.11. Схемы сечения подушек:
1 - подушка; 2 - торф; 3 - заменяемый минеральный грунт
рис. 3.11 3.4.13. При толщине подушки более 1 м, если суммарная площадь требуемой подошвы подушки составляет более 50% площади застройки здания (сооружения) или в случае устройства полов по грунту в первом этаже или в эксплуатируемом подвале, при надлежащем технико-экономическом обосновании, допускается устройство подушки по всему пятну застройки.
3.4.14. На чертежах подушек должны указываться их материал и требуемая плотность укладки (удельный вес скелета грунта). При отсутствии динамики, передаваемой на основание, плотность укладки должна быть для однородных крупных, средней крупности и мелких песков не менее 16 кН/м3; для неоднородных крупных, средней крупности мелких песков не менее 16,5 кН/М3. Кроме того, должны указываться методы уплотнения материала подушек с учетом сохранения структуры подстилающих грунтов, а также особенности устройства подушки в зимних условиях, при которых не допускается укладка песка, имеющего отрицательную температуру.
3.4.15. Проект закрепления грунтов должен разрабатываться в соответствии с инструктивными материалами. В рабочих чертежах должны приводиться: схема размещения инъекторов и электродов (в плане и в разрезах), составы закрепляющих растворов, параметры электрического тока; указания по режиму процесса закрепления грунта, в соответствии с разд. 4.9 настоящих ТСН.
3.5. Основания сооружений, возводимых на намывных (насыпных) территориях с погребенным торфом
3.5.1. Основания, включающие слои погребенного торфа, должны проектироваться в соответствии с СНиП 2.02.01-83 с учетом большой сжимаемости торфа, анизотропии и изменчивости прочностных, деформационных и фильтрационных характеристик и длительного развития осадок намытого на торф минерального слоя грунта. Здания в этом случае должны проектироваться с пониженной чувствительностью конструкций к неравномерным осадкам.
Следует учитывать также, что грунтовые воды в торфах агрессивны к бетону и стали.
3.5.2. Деформационные, прочностные и фильтрационные характеристики торфов должны определяться при напряжениях, возникающих при намыве и возведении сооружения.
Для предварительных расчетов, а также для окончательных расчетов оснований зданий и сооружений Ш класса и инженерных коммуникаций рекомендуется определять нормативные и расчетные значения физико-механических характеристик торфов по прил. 2 ТСН в зависимости от типа торфа и степени его разложения.
Примечание: Расчетные значения характеристик принимаются при следующих значениях коэффициента надежности по грунту в расчетах оснований по деформациям yg = 1; в расчетах оснований по несущей способности: для удельного сцепления - yg = 2; для угла внутреннего трения yII = 1,2
3.5.3. Изменение коэффициента фильтрации торфа в процессе его уплотнения рекомендуется определять по формуле:
| k = k0 ехр[-аk (е0-е)], | (3.2) |
где k0 и e0 - коэффициенты соответственно фильтрации и пористости неуплотненного торфа; k и е - то же, после уплотнения; аk - параметр изменчивости водопроницаемости торфа в процессе уплотнения, определяемый по прил. 2 ТСН.
3.5.4. Конечная осадка намытого слоя грунта s, связанная с уплотнением торфа, определяется по формуле:
n
___ hi бp
s = \ ------ Bi, (3.3)
/__ Ei
i = 1
где hi - мощность i-го слоя торфа различной степени разложения; Еi - модуль деформации i-го слоя торфа; бp - вертикальное напряжение в торфе от намытого (насыпанного) слоя грунта;
2
Bi = 1 - 2 vi / (1 - vi);
vi - коэффициенты Пуассона i-го слоя торфа;