6.3.3 Для предварительных расчетов суффозионной осадки основания сооружений I и II уровней ответственности и для окончательных расчетов сооружений III уровня ответственности допускается определять значение относительного суффозионного сжатия глинистых загипсованных грунтов по формуле (6.14), если они представлены:
суглинками с w = 0,02 - 0,04; = 0,08 - 0,12; = 1,2 - 1,6 ; е = 0,75 - 1,1;
супесями с w = 0,01 - 0,03; = 0,03 - 0,07; = 1,4 - 1,45 ; е = 0,9 - 1,0.
, (6.14)
где - коэффициент, зависящий от вида грунта, содержания гипса и давления и принимаемый по таблице 6.4;
- начальное содержание гипса в грунте, доли единицы;
- начальная плотность сухого грунта, ;
- плотность частиц гипса, ;
- степень выщелачивания, доли единицы;
n - коэффициент, принимаемый для суглинков равным 1, для супесей - 1/3.
Таблица 6.4
Вид грунта | Содержание гипса, доли единицы | Коэффициент при давлении, MПа | |||
0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | ||
Супесь | 0,1 | 0,86 | 0,70 | 0,52 | 0,43 |
0,2 | 0,95 | 0,90 | 0,83 | 0,76 | |
0,3 | 0,97 | 0,95 | 0,90 | 0,85 | |
Суглинок | 0,1 | 0,08 | 0,15 | 0,30 | 0,46 |
0,2 | 0,15 | 0,27 | 0,50 | 0,84 | |
0,3 | 0,45 | 0,60 | 0,80 | 1,10 | |
0,4 | 0,85 | 0,96 | 1,07 | 1,30 | |
0,5 | 1,08 | 1,15 | 1,22 | 1,38 |
6.3.4 Нормативные значения характеристик засоленных грунтов и вычисляют как средние значения результатов их определений (ГОСТ 20522). Расчетные значения допускается принимать равными нормативным ( ).
6.3.5 Расчет оснований, сложенных засоленными грунтами, должен производиться в соответствии с требованиями раздела 5. Если засоленные грунты являются просадочными или набухающими, следует учитывать соответственно требования подразделов 6.1 и 6.2.
6.3.6 Расчетное сопротивление R основания, сложенного засоленными грунтами, при возможности длительного замачивания грунтов и выщелачивания солей определяют по формуле (5.7) с использованием расчетных значений прочностных характеристик ( и ), полученных для грунтов в водонасыщенном состоянии после выщелачивания солей.
При невозможности длительного замачивания грунтов и выщелачивания солей значение R следует определять по формуле (5.7) с использованием прочностных характеристик, полученных для засоленных грунтов в водонасыщенном состоянии.
При вычислении R для частично или полностью выщелоченных грунтов коэффициент условий работы грунтового основания в формуле (5.7) для загипсованных суглинков с начальным содержанием гипса % принимают равным 1,1, а для суглинков с >20% и для всех загипсованных супесей .
Коэффициент условий работы сооружения во взаимодействии с основанием в формуле (5.7) для всех засоленных грунтов принимают равным единице.
Коэффициент k в формуле (5.7) принимают равным единице при определении прочностных характеристик засоленных грунтов в лабораторных условиях в приборах трехосного сжатия и в полевых условиях методом сдвига целика и k = 1,1 при определении этих характеристик в лабораторных условиях в приборах одноплоскостного среза и по таблицам приложения Б.
6.3.7 Деформации основания фундаментов определяют суммированием осадки основания при природной влажности от внешней нагрузки (см. подраздел 5.6) и суффозионной осадки, а также просадки, набухания или усадки, если засоленные грунты являются просадочными или набухающими.
При невозможности длительного замачивания грунтов и выщелачивания солей деформации основания фундаментов определяют в соответствии с подразделом 5.6 исходя из деформационных характеристик засоленных грунтов при полном водонасыщении.
6.3.8 Максимальные и средние суффозионные осадки, разность осадок и крены отдельных фундаментов и сооружения в целом необходимо рассчитывать с учетом неравномерности замачивания основания, схемы фильтрационного потока в пределах отдельного фундамента или контура сооружения, неоднородности распределения солей в грунте по площади и по глубине основания.
6.3.9 Расчет суффозионной осадки основания, сложенного глинистыми грунтами с легкорастворимыми солями и загипсованными песками, следует выполнять в пределах зоны, условно ограниченной глубиной сжимаемой толщи , определяемой согласно 5.6.41. При этом принимают, что в пределах сжимаемой толщи грунты подвергаются полному рассолению, т.е. степень выщелачивания , определяемая по ГОСТ 12248, равна единице.
6.3.10. При расчете суффозионных осадок оснований, сложенных загипсованными глинистыми грунтами, принимают, что:
длина зоны, в пределах которой возможно выщелачивание гипса (выщелачиваемая зона ), ограничена условием предельного насыщения гипсом фильтрующей жидкости;
в процессе фильтрации происходит развитие выщелачиваемой зоны, т.е. увеличивается ее длина и уменьшается содержание гипса в грунте в направлении движения фильтрационного потока;
суффозионные осадки основания происходят только в пределах выщелачиваемой зоны.
6.3.11 При расчете суффозионных осадок основания, сложенного загипсованными глинистыми грунтами, следует различать две схемы фильтрационного потока в основании фундамента (см. рисунок 6.3).
При расчете суффозионных осадок основания по схеме 1 сначала следует определить состояние выщелачиваемой зоны , т.е. ее длину и распределение в ней гипса в расчетный момент времени (например, через 5, 10 лет и так далее после начала эксплуатации сооружения). Для этого необходимо выделить слои с различным содержанием гипса (см. рисунок 6.4). При этом начальное распределение гипса в грунте представляется в виде ступенчатой эпюры . Выделенные слои разбивают на более мелкие, толщиной 0,5 м, для которых производят расчет процесса рассоления.
Если основание сложено однородным грунтом, то начальное содержание гипса принимают постоянным в пределах выщелачиваемой зоны = const, а вся зона разбивается на слои по 0,5 м.
После разбивки основания на слои следует последовательно в каждом слое, начиная с верхнего, определить количество оставшегося в твердой фазе гипса в расчетный момент времени. При этом слой, в котором содержание гипса будет равно начальному, является нижней границей выщелачиваемой зоны . Для нижележащих слоев расчет растворения гипса производить не следует.
6.3.12 При расчете суффозионных деформаций основания, сложенного загипсованными глинистыми грунтами, при фильтрации по схеме 1 (см. рисунок 6.3) зона суффозионной осадки в основании фундамента ограничивается глубиной , где суммарные вертикальные напряжения от нагрузки фундамента и собственного веса грунта равны начальному давлению суффозионного cжатия .
Если на расчетный момент времени , расчет суффозионной осадки следует производить только в пределах выщелачиваемой зоны . При расчет осадки необходимо выполнять в пределах сжимаемой толщи . Глубину принимают за границу сжимаемой толщи (см. рисунок 6.5).
6.3.13 Суффозионную осадку основания , см, сложенного засоленными грунтами, при вертикальной фильтрации (см. рисунок 6.3) определяют по формуле
, (6.15)
где - относительное суффозионное сжатие грунта i-го слоя при давлении р, равном суммарному вертикальному напряжению на рассматриваемой глубине от внешней нагрузки и собственного веса грунта , определяемое по 6.3.14;
- толщина i-го слоя засоленного грунта, см;
n - число слоев, на которое разбита зона суффозионной осадки засоленных грунтов.
Значение определяют в пределах зон, устанавливаемых по 6.3.9, 6.3.12.
6.3.14 Относительное суффозионное сжатие при компрессионно-фильтрационных испытаниях (ГОСТ 12248) определяют по формуле
, (6.16)
где - высота образца грунта после замачивания (полного водонасыщения) при давлении ;
- высота того же образца после длительной фильтрации воды и выщелачивания солей при давлении р;
- высота того же образца природной влажности при давлении .
Начальное давление суффозионного сжатия соответствует давлению, при котором .
Значения и могут быть определены также при полевых испытаниях грунтов штампом с длительным замачиванием грунтов (ГОСТ 20276).
6.3.15 Деформации оснований при фильтрации по схеме 2 (см. рисунок 6.3) следует рассчитывать с учетом развития во времени выщелачиваемой зоны в горизонтальном направлении и неоднородности деформационных свойств грунтов основания в пределах площади фундамента или контура сооружения.