б) общей устойчивости массива грунта основания совместно с сооружением;
в) средних значений деформаций основания;
г) деформаций оснований в стадии привязки типового проекта к местным грунтовым условиям.
2.14. При проектировании оснований следует учитывать, что сооружение и основание находятся в тесном взаимодействии. Под влиянием нагрузок от фундаментов основание деформируется, а это в свою очередь вызывает перераспределение нагрузок за счет включения в работу надфундаментных конструкций. Характер и степень перераспределения нагрузок на основание, а следовательно, и дополнительные усилия в конструкциях сооружения зависят от вида, состояния и свойств грунтов, характера их напластования, статистической схемы сооружения, его пространственной жесткости и многих других факторов.
2.15. Основными характеристиками нагрузок являются их нормативные значения, устанавливаемые СНиП по нагрузкам и воздействиям. Все расчеты оснований должны производиться на расчетные значения нагрузок, которые определяются как произведение нормативных нагрузок на коэффициент надежности по нагрузке , учитывающий возможное отклонение нагрузок в неблагоприятную сторону от нормативных значений и устанавливаемый в зависимости от группы предельного состояния.
Коэффициент надежности по нагрузке принимается при расчете оснований:
по первой группе предельных состояний (по несущей способности) - по указаниям СНиП по нагрузкам и воздействиям;
по второй группе предельных состояний (по деформациям) - равным единице.
2.16. В зависимости от продолжительности действия нагрузки подразделяются на постоянные и временные. Постоянными считаются нагрузки, которые при строительстве и эксплуатации сооружения действуют постоянно (собственный вес конструкций и грунтов, горное давление и т.п.). Временными считаются нагрузки, которые в отдельные периоды строительства и эксплуатации могут отсутствовать.
2.17. Временные нагрузки в свою очередь подразделяются на:
длительные (например, вес стационарного оборудования, нагрузки на перекрытиях в складских помещениях, зернохранилищах, библиотеках и т.п.);
кратковременные, которые могут действовать лишь в отдельные периоды времени (вес людей и ремонтных материалов в зонах обслуживания и ремонта; нагрузки, возникающие при изготовлении, перевозке и возведении конструкций; снеговые, ветровые и гололедные нагрузки и т.п.);
особые, возникновение которых возможно лишь в исключительных случаях (сейсмические, аварийные и т.п.).
2.18. В зависимости от состава различаются сочетания нагрузок:
основные, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных нагрузок;
особые, состоящие из постоянных, длительных, возможных кратковременных и одной из особых нагрузок.
2.19(2.6). Расчет оснований по деформациям должен производиться на основное сочетание нагрузок; по несущей способности - на основное сочетание, а при наличии особых нагрузок и воздействий - на основное и особое сочетание.
При этом нагрузки на перекрытия и снеговые нагрузки, которые согласно СНиП по нагрузкам и воздействиям могут относиться как к длительным, так и к кратковременным, при расчете оснований по несущей способности считаются кратковременными, а при расчете по деформациям - длительными. Нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования в обоих случаях считаются кратковременными.
2.20(2.7). В расчетах оснований необходимо учитывать нагрузки от складируемого материала и оборудования, размещаемых вблизи фундаментов.
2.21(2.8). Усилия в конструкциях, вызываемые климатическими температурными воздействиями, при расчете оснований по деформациям не должны учитываться, если расстояние между температурно-усадочными швами не превышает значений, указанных в СНиП по проектированию соответствующих конструкций.
2.22(2.9). Нагрузки, воздействия, их сочетания и коэффициенты надежности по нагрузке при расчете оснований опор мостов и труб под насыпями должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП по проектированию мостов и труб.
Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов
Классификация грунтов
2.23. Классификация грунтов в соответствии с ГОСТ 25100-82 включает выделенные по комплексу признаков подразделения: классы, группы, подгруппы, типы, виды и разновидности.
Наименования грунтов должны содержать сведения об их геологическом возрасте и происхождении. К наименованиям грунтов и их характеристикам, предусмотренным ГОСТом, допускается вводить дополнительные наименования и характеристики (гранулометрический состав пылевато-глинистых грунтов, качественный характер засоления грунтов, степень выветрелости скальных грунтов и т.п.), если это необходимо для более детального подразделения грунтов, дополнительного освещения их инженерно-геологических особенностей, учета местных геологических условий и специфики строительства определенного вида. Эти дополнительные наименования и характеристики не должны противоречить классификации ГОСТ 25100-82.
Грунты подразделяются на два класса: скальные - грунты с жесткими (кристаллизационными или цементационными) структурными связями и нескальные - грунты без жестких структурных связей.
Скальные грунты в большинстве своем резко отличаются по своим свойствам от нескальных грунтов. Скальные грунты практически несжимаемы при нагрузках, которые имеют место в гражданских и промышленных зданиях и сооружениях.
2.24. Скальные грунты делятся на четыре группы: магматические, метаморфические, осадочные сцементированные и искусственные (преобразованные в природном залегании), в каждом из которых выделяются подгруппы, типы и виды в зависимости от условий образования, петрографического состава, структуры, текстуры и состава цемента. Разновидности скальных грунтов приведены в табл.1 в зависимости от:
предела прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии ;
степени размягчаемости в воде, характеризуемой коэффициентом размягчаемости (отношение пределов прочности на одноосное сжатие соответственно в водонасыщенном и воздушно-сухом состояниях);
степени засоленности для полускальных грунтов - суммарного содержания легко- и среднерастворимых солей в процентах от массы абсолютно сухого грунта;
степени растворимости в воде для осадочных сцементированных грунтов.
Таблица 1
Разновидности скальных грунтов | Показатель |
А. По пределу прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии , МПа (кгс/см ): | |
Очень прочные | > 120 (1200) |
Прочные | 120 (1200) > 50 (500) |
Средней прочности | 50 (500) > 15 (150) |
Малопрочные | 15 (150) > 5 (50) |
Полускальные: | |
пониженной прочности | 5 (50) > 3 (30) |
низкой прочности | 3 (30) 1 (10) |
весьма низкой прочности | < 1 (10) |
Б. По коэффициенту размягчаемости в воде | |
Неразмягчаемые | 0,75 |
Размягчаемые | < 0,75 |
В. По степени засоленности полускальных грунтов, % | |
Незасоленные | Менее 2 |
Засоленные | 2 и более |
Г. По степени растворимости в воде для осадочных сцементированных грунтов, г/л | |
Нерастворимые | Менее 0,01 |
Труднорастворимые | 0,01-1 |
Среднерастворимые | 1-10 |
Легкорастворимые | Более 10 |
2.25. Прочность скальных грунтов, характеризуемая пределом прочности на одноосное сжатие , изменяется в широких пределах и зависит от условий образования скальных пород, их минерального состава и состава цемента, а также от степени выветрелости.
Для характеристики степени снижения прочности скальных грунтов при водонасыщении необходимо определять коэффициент размягчаемости в воде путем испытания образцов скальных грунтов в воздушно-сухом и водонасыщенном состоянии. К скальным грунтам, значительно снижающим (до 2-3 раз) прочность при водонасыщении, относятся, например, глинистые сланцы, песчаники с глинистым цементом, алевролиты, аргиллиты, мергели, мелы.
2.26. Для скальных грунтов, растворяющихся в воде, необходимо указывать степень их растворимости, которая зависит от составов минеральных зерен и цемента. Магматические и метаморфические скальные грунты, а также осадочные сцементированные грунты с кремнистым цементом (кремнистые конгломераты, брекчии, песчаники и опоки) не растворяются в воде. К растворимым относятся скальные грунты, перечисленные в порядке возрастания степени их растворимости:
труднорастворимые - известняки, доломиты, известковистые конгломераты и песчаники;
среднерастворимые - мел, гипс, ангидрит, гипсоносные конгломераты;
легкорастворимые - каменная соль.
В результате фильтрации воды через трещины в растворимых скальных породах возможно образование карстовых полостей.
2.27. Скальные грунты, подвергаясь природным процессам выветривания, теряют свою сплошность в залегании, становятся трещиноватыми, а затем разрушаются до кусков различной крупности, промежутки между которыми заполняются мелкозернистым материалом. В результате выветривания строительные свойства скального грунта ухудшаются.
Степень выветрелости скальных грунтов оценивается путем сопоставления плотности образца выветрелой породы в условиях природного залегания с плотностью невыветрелой (монолитной породы) (табл.2). Для магматических пород величина плотности монолитной породы может быть принята равной величине плотности частиц.
Таблица 2
Скальные грунты | Характеристика залегания грунтов и степень выветрелости |
Невыветрелые (монолитные) | Сплошной массив, |
Слабовыветрелые (трещиноватые) | Несмещенные отдельности (глыбы) |
Выветрелые | Скопления кусков, переходящие в трещиноватую скалу, |
Сильновыветрелые (рухляки) | Во всем массиве в виде отдельных кусков |
2.28. Скальные искусственные грунты - закрепленные различными методами скальные выветрелые грунты и различные типы нескальных грунтов (крупнообломочных, песчаных и пылевато-глинистых).
Типы искусственного скального грунта соответствуют типам природного грунта до его закрепления, а виды выделяются по способу преобразования (закрепления) цементацией, силикатизацией, смолизацией, термическим способом и т.п. Разновидности этих грунтов выделяются так же, как для скальных природных грунтов.
2.29. Нескальные грунты разделяются на группы осадочных и искусственных грунтов, которые в свою очередь делятся на подгруппы согласно табл.3.
Таблица 3
Группы и подгруппы нескальных грунтов | Характеристика | |
Осадочные нецементированные: | ||
крупнообломочные | Нецементированные грунты, содержащие более 50% по массе обломков кристаллических или осадочных пород с размерами частиц более 2 мм | |
песчаные | Сыпучие в сухом состоянии грунты, содержащие менее 50% по массе частиц крупнее 2 мм и не обладающие свойством пластичности (грунт не раскатывается в шнур диаметром 3 мм или число пластичности его <1) | |
пылевато-глинистые | Связные грунты, для которых число пластичности | |
биогенные | Грунты с относительным содержанием органического вещества > 0,1 (озерные, болотные, озерно-болотные, аллювиально-болотные) | |
почвы | Природные образования, слагающие поверхностный слой земной коры и обладающие плодородием | |
Искусственные: | ||
уплотненные в природном залегании насыпные намывные | | Преобразованные различными способами или перемещенные грунты природного происхождения и отходы производственной и хозяйственной деятельности человека |