Основания зданий и сооружений (стр. 19 )

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 (jII и cII), 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 gс1 в формуле (5.7) для загипсованных суглинков с начальным содержанием гипса d0 £ 20 % принимают равным 1,1, а для суглинков с d0 > 20 % и для всех загипсованных супесей gсl = 1.

Коэффициент условий работы сооружения gс2 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 Hc, определяемой согласно 5.6.41. При этом принимают, что в пределах сжимаемой толщи грунты подвергаются полному рассолению, т. е. степень выщелачивания b, 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 Hl), 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).

1 — вертикальная фильтрация; 2 — горизонтальная фильтрация в слое ограниченной толщины

Рисунок 6.3 — Схемы замачивания фундаментов

При расчете суффозионных осадок основания по схеме 1 сначала следует определить состояние выщелачиваемой зоны Hl, 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 d0(z). Выделенные слои разбивают на более мелкие, толщиной 0,5 м, для которых производят расчет процесса рассоления.

1 — границы слоев с различным содержанием гипса; 2 — границы расчетных слоев; 3 — расчетный слой; 4 — направление

фильтрации; 5 — начальная эпюра относительного содержания гипса d0(z)

Рисунок 6.4 — Схема для расчета рассоления основания при вертикальной фильтрации

Если основание сложено однородным грунтом, то начальное содержание гипса принимают постоянным в пределах выщелачиваемой зоны d0(z)= 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 Нl. 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 Нс, где суммарные вертикальные напряжения от нагрузки фундамента и собственного веса грунта равны начальному давлению суффозионного сжатия рsf.

Если на расчетный момент времени Hl £ Hс, расчет суффозионной осадки следует производить только в пределах выщелачиваемой зоны Hl. При Hl > Нс расчет осадки необходимо выполнять в пределах сжимаемой толщи Нс. Глубину Нс принимают за границу сжимаемой толщи (см. рисунок 6.5).

Рисунок 6.5 — Схема для расчета суффозионной осадки засоленного грунта при вертикальной

фильтрации

6.3.13 Суффозионную осадку основания ssf, см, сложенного засоленными грунтами, при вертикальной фильтрации (см. рисунок 6.3) определяют по формуле

, (6.15)

где esf,i — относительное суффозионное сжатие грунта i-го слоя при давлении р, равном

суммарному вертикальному напряжению на рассматриваемой глубине от

внешней нагрузки σzp и собственного веса грунта σzg, определяемое по 6.3.14;

hi — толщина i-го слоя засоленного грунта, см;

п — число слоев, на которое разбита зона суффозионной осадки засоленных грунтов.

Значение ssf определяют в пределах зон, устанавливаемых по 6.3.9, 6.3.12.

6.3.14 Относительное суффозионное сжатие esf при компрессионно-фильтрационных испытаниях (ГОСТ 12248) определяют по формуле

esf = (hsat, p – hsf, p) / hng, (6.16)

где hsat,p — высота образца грунта после замачивания (полного водонасыщения) при

давлении р = σzp + σzg;

hsf,p — высота того же образца после длительной фильтрации воды и выщелачивания

солей при давлении р;

hng — высота того же образца природной влажности при давлении р1 = σzg.

Начальное давление суффозионного сжатия psf соответствует давлению, при котором esf = 0,01.

Значения esf и psf 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.

Как и при фильтрации по схеме 1 (см. рисунок 6.3) необходимо установить состояние выщелачиваемой зоны в основании фундамента на расчетный момент времени (ее длину и распределение в ней гипса). Для установленного состояния выщелачиваемой зоны следует определить осадку сторон фундамента и его крен.

Начальное содержание гипса в грунте принимают постоянным (d0 = const) как по глубине загипсованной толщи, так и по площади фундамента и в его окрестности (см. рисунок 6.6) и равным среднему значению загипсованности толщи.

Разбивку основания на вертикальные слои шириной по 0,5 м следует производить в пределах от z = 0 (источник замачивания) до z = l + 2L + 1, где l – расстояние до фундамента, a 2L – ширина фундамента. Направление формирования и перемещения выщелачиваемой зоны принимают горизонтальным.

6.3.16. Для расчета осадок сторон фундамента при фильтрации по схеме 2 (см. рисунок 6.3) рекомендуется применять метод расчета конструкций на основании, характеризующемся переменным коэффициентом постели. Расчетная схема предусматривает наличие двух участков в основании фундамента (см. рисунок 6.7), где участок 1 равен длине выщелачиваемой зоны. Коэффициент постели на этом участке изменяется от cmin под одной стороной фундамента, ближайшей к источнику замачивания, до cmax на границе выщелачиваемой зоны. Участок 2 равен длине невыщелоченной зоны. Коэффициент постели на этом участке постоянен и равен cmax.

1 — входной участок фильтрационного потока; 2 — направление фильтрации; 3 — расчетный слой; 4 — границы

расчетных слоев

Рисунок 6.6 — Схема для расчета рассоления основания при горизонтальной фильтрации