7. Фундаменты на основаниях, сложенных набухающими грунтами

Ряд глинистых грунтов обладает способностью набухать при повышенной влажности и, наоборот, давать усадку при последующем снижении влажности. Способность к набуханию имеют также некоторые виды шлаков и пылевато-глинистых грунтов при замачивании химическими отходами производства.

Набухающие грунты характеризуются следующими параметрами, определяемыми на основе опытов:

0. давлением набухания p_sw;

1. влажностью набухания W_sw;

2. относительным набуханием при заданном давлении _sw;

3. относительной усадкой при высыхании _sh.

Расчет оснований, сложенных набухающими грунтами производится следующим образом. Деформации уплотнения грунтов основания от внешней нагрузки и возможная осадка от уменьшения влажности набухающего грунта должны суммироваться. Подъем основания при набухании грунтов рассчитывается в предположении полной стабилизации осадок уплотнения грунтов от внешней нагрузки.

Осадка основания в результате высыхания набухающих грунтов определяется по формуле:

, (6.25)

где _sh,i– относительная линейная усадка грунтаi-го слоя;

h_i– толщинаi-го слоя грунта;

K_sh=1,3 – коэффициент;

n– число слоев в пределах зоны усадки.

Нижняя граница зоны усадки, как правило, должна определяться опытным путем. При отсутствии таковой величина H_shпринимается равной 5м.

Подъем основания при набухании грунта определяется по формуле:

, (6.26)

где _sw,i– относительное набуханиеi-го слоя грунта;

h_i– толщинаi-го слоя грунта;

K_sw,i– коэффициент принимаемый равным 0,8 при_z,tot=0,05МПа; 0,6 – при_z,tot=0,3МПа; при промежуточных значениях_z,totK_sw,iпринимается по интерполяции;

n– число слоев, на которое разбита зона набухания грунта.

Положение нижней границы зоны набухания H_swнаходится из следующих условий:

1. при инфильтрации влаги – горизонтом грунта, где суммарное давление _z,totравно давлению набуханияp_sw;

2. при экранировании поверхности и изменении водно-теплового режима – опытным путем или равным H_sw=5м при отсутствии опытных данных.

Если расчетные деформации оснований, сложенных набухающими грунтами, оказываются больше предельных, предусматривают следующее:

0. водозащитные мероприятия;

1. предварительное замачивание набухающих грунтов в пределах всей зоны или ее части;

2. проектирование компенсирующих песчаных подушек;

3. замену набухающего грунта ненабухающим полностью или частично;

4. прорезку фундаментами слоя набухающих грунтов (полную или частичную).

В качестве конструктивных мероприятий принимается увеличение жесткости зданий и сооружений путем разбивки на отдельные отсеки осадочными швами, устройство железобетонных непрерывных поясов толщиной не менее 15см, выполняемых в нескольких уровнях по высоте.

3. Расчет и конструирование свайных фундаментов.

   1. Общие указания

Сваяминазываются погружаемые или сформированные в грунте в вертикальном или наклонном положении относительно длинные стержни, передающие нагрузки на основание за счет лобового сопротивления и трения грунта по боковой поверхности.

Свайным фундаментомсчитают группу свай, объединенных сверху специальной конструкцией в виде плит или балок, называемыхростверками, которые предназначены для передачи и равномерного распределения нагрузки на сваи. Ростверки, являясь несущими конструкциями, служат для опирания надземных конструкций зданий.

Расчет свайных фундаментов и их оснований должен производиться по предельным состояниям двух групп.

1. По первой группе:

• по прочности конструкций свай, свайных ростверков;

• по несущей способности грунта основания свайных фундаментов и свай;

• по устойчивости (несущей способности) оснований свайных фундаментов в целом, если на них передаются горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций и др.) или если основания ограничены откосами либо сложены крутопадающими слоями грунта.

2. По второй группе:

• по осадкам оснований свайных фундаментов от вертикальных нагрузок;

• по перемещениям свай (вертикальным, горизонтальным перемещениям, углам поворота головы сваи) совместно с грунтом оснований от действия вертикальных, горизонтальных нагрузок и моментов;

• по образованию и раскрытию трещин в элементах железобетонных конструкций свайных фундаментов.