4.2. При использовании шлаков в качестве оснований возможно их набухание и появление деформаций в сооружениях. В связи с этим необходимо проводить исследования, направленные на изучение набухания шлаков.
Пригодность, например, электропечного шлака для использования в качестве оснований можно оценить по магнезиальному модулю

который должен быть не более 0,6.
Возможность набухания нескальных грунтов при их замачивании отходами производств устанавливается опытным путем в лабораторных или полевых условиях. Если в процессе испытаний грунтов будет выявлена их способность к набуханию, то проектирование сооружений следует осуществлять с учетом величины набухания.
4.3.(4.2). Набухающие грунты характеризуются давлением набухания
, влажностью набухания
, относительным набуханием при заданном давлении
и относительной усадкой при высыхании
.




Указанные характеристики определяются в соответствии с требованиями обязательного приложения 2.
4.4. Деформации основания в результате набухания и усадки грунтов зависят от давления на основание, вида и состояния грунта, толщины слоя набухающего грунта, площади замачивания, физических и химических свойств жидкости, замачивающей основание.
4.5. Давление, действующее на грунт, в значительной мере влияет на величину набухания: с его увеличением набухание уменьшается. Наиболее резкое уменьшение наблюдается при возрастании давления от 0 до 0,15 МПа. При большем давлении это уменьшение проявляется не столь резко. Состояние грунта - влажность и плотность - оказывает существенное влияние на величину набухания. С возрастанием начальной влажности уменьшается набухание, и при определенной начальной влажности, равной влажности набухания, деформаций разуплотнения не происходит. В противоположность этому с увеличением начальной плотности линейно возрастает набухание грунта. Существует так называемая начальная плотность грунта, при которой набухание отсутствует.
4.6(4.3). При проектировании оснований, сложенных набухающими грунтами, следует учитывать возможность:
набухания этих грунтов за счет подъема уровня подземных вод или инфильтрации - увлажнения грунтов производственными или поверхностными водами;
набухания за счет накопления влаги под сооружениями в ограниченной по глубине зоне вследствие нарушения природных условий испарения при застройке и асфальтировании территории (экранирование поверхности);
набухания и усадки грунта в верхней части зоны аэрации за счет изменения водно-теплового режима (сезонных климатических факторов);
усадки за счет высыхания от воздействия тепловых источников.
Примечание. При проектировании заглубленных частей сооружений должны учитываться горизонтальные давления, возникающие при набухании и усадке грунтов.
4.7. Горизонтальное давление
определяется по формуле


где
- коэффициент условий работы, равный 0,85;
- коэффициент, зависящий от интенсивности набухания и принимаемый по табл.94;
- максимальное горизонтальное давление, определяемое в лабораторных условиях.



Таблица 94
Интенсивность набухания за 1 сутки, % | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 |
![]() | 1,40 | 1,25 | 1,12 | 1,05 | 1,02 | 1,01 | 1,00 |
4.8.(4.4). Основания, сложенные набухающими грунтами, должны рассчитываться в соответствии с требованиями разд.2.
Деформации основания в результате набухания или усадки грунта должны определяться путем суммирования деформаций отдельных слоев основания согласно указаниям обязательного прил.2.
При определении деформаций основания осадка его от внешней нагрузки и возможная осадка от уменьшения влажности набухающего грунта должны суммироваться. Подъем основания в результате набухания грунта определяется в предположении, что осадки основания от внешней нагрузки стабилизировались.
Предельные значения деформаций, вызываемых набуханием (усадкой) грунтов, допускается принимать по рекомендуемому прил.4 с учетом требований 2.256(2.55).
В расчете используются величины относительного набухания
или относительной усадки
, суммарные давления, действующие в рассматриваемых слоях грунта: от собственного веса грунта, нагрузок, передаваемых от фундамента здания или сооружения, и дополнительного давления, вызванного влиянием неувлажненной части массива грунта.


4.9. При расчете оснований из набухающих грунтов должны применяться характеристики грунтов при их природной плотности и влажности.
При определении расчетного сопротивления основания из набухающих грунтов основания рекомендуется учитывать допустимость его повышения в 1,2 раза согласно указаниям п.2.203(2.47), что будет способствовать уменьшению величины подъема фундамента при набухании грунта.
4.10(4.5). Нормативные значения относительного набухания
и относительной усадки
определяются по результатам лабораторных испытаний с учетом указанных в п.4.6(4.3) причин набухания или усадки.


Расчетные значения характеристик
и
допускается принимать равным нормативным, полагая в формуле 2.8(1) коэффициент надежности по грунту
.



4.11. Нормативные значения
и
могут быть получены по данным полевых испытаний.


Обработка результатов лабораторных испытаний грунтов производится путем вычисления методом наименьших квадратов зависимости
и
. Минимальное число определений
и
в лабораторных условиях при заданном давлении должно быть не менее 4. При использовании результатов полевых исследовании допускается определять величины
и
по единичным значениям.






Характеристики набухающих грунтов определяются в полевых или лабораторных условиях в зависимости от степени набухания грунта (табл.95).
Таблица 95
Исследование грунтов | ||||||
полевые | лабораторные | |||||
Характеристики набухающих грунтов | слабо набухающих | средне набухающих | сильно набухающих | слабо набухающих | средне набухающих | сильно набухающих |
![]() | - | + | + | + | + | + |
![]() | - | - | - | + | + | + |
Давление набухания ![]() | - | + | + | + | + | + |
Нижняя граница зоны набухания | - | + | + | Расчетным путем по значению ![]() |
Примечание. Знак "+" означает необходимость выполнения исследований.
4.12(18 прил.2). Подъем основания при набухании грунта
определяется по формуле


где
- относительное набухание грунта
-го слоя, определяемое по указаниям п.4.13(19 прил.2);
- толщина
-го слоя грунта;
- коэффициент, определяемый по указаниям п.4.15(20 прил.2);
- число слоев, на которое разбита зона набухания грунта.






4.13(19 прил.2). Относительное набухание грунта
определяется по формулам:

при инфильтрации влаги

где
- высота образца природной влажности и плотности, обжатого без возможности бокового расширения давлением
, равным суммарному вертикальному напряжению
на рассматриваемой глубине (значение
определяется по указаниям п.4.16 (21 прил.2);
- высота того же образца после замачивания до полного водонасыщения, обжатого в тех же условиях;





при экранировании поверхности и изменении водно-теплового режима

где
- коэффициент, определяемый опытным путем (при отсутствии опытных данных принимается
=2);
- конечная (установившаяся) влажность грунта;
и
- соответственно начальные значения влажности и коэффициента пористости грунта.





4.14. Значение
слоя
при экранировании определяется по экспериментальной зависимости влажности набухания от нагрузки
при величине давления, вычисляемой по формуле




где
- удельный вес воды, кН/м
;
- расстояние от поверхности до уровня подземных вод, м;
- глубина залегания рассматриваемого слоя, м;
- суммарное напряжение в рассматриваемом
-ом слое, МПа;
- удельный вес грунта
-гo слоя, кН/м
.









Методика определения зависимости
аналогична методике определения
.


Значение (
) при изменении водно-теплового режима определяется как разность между наибольшим (в период максимального увлажнения) и наименьшим (в период максимального подсыхания) значениями влажности грунта. Коэффициент пористости в этом случае принимается для влажности грунта, отвечающей периоду максимального подсыхания. Профиль влажности массива для случая максимального увлажнения и подсыхания определяется экспериментальным путем в полевых условиях.
