Основные положения проектирования оснований и фундаментов на просадочных грунтах

 

При проектировании фундаментов на просадочных грунтах должны быть установлены: тип грунтовых условий по просадочности; относительная просадочность; начальное просадочное давление; начальная просадочная влажность; модули деформаций в естественной влажности и при водонасыщении; параметры прочности (угол внутреннего трения и удельное сцепление) при естественной влажности и при водонасыщении.

Деформация оснований фундаментов мелкого заложения определяется суммированием осадок и просадок исходя из условия:

s + s_sl ≤ s_u, (8.1)

s - осадки основания определяются без учета просадочных свойств грунтов исходя из деформационных характеристик грунтов природной влажности (см. раздел 3);

s_sl – величина деформации основания, вызванная просадкой грунта;

s_u – предельно допустимая величина деформации основания.

Величина предельно допустимой осадки s_u составляет обычно несколько сантиметров 5…10 см. Величина же просадок в просадочных грунтах при их значительной мощности от внешней нагрузки и собственного веса достигает до одного метра и более. Просадки возникают тогда, когда основания под зданием или сооружением замачиваются за счет аварийного замачивания в период их эксплуатации. В последнее время проблема строительства на просадочных грунтах сильно осложнилась. Дело в том, что с интенсивной застройкой территорий, особенно в крупных городах начал повсеместно наблюдаться подъем уровня грунтовых вод и просадочные грунты, бывшие ранее пониженной влажности, оказываются частично или полностью замоченными.

При расчете необходимо проверять, чтобы давление под подошвой фундаментов не превышало расчетного сопротивления грунтов (3.6), (3.38). Если предполагается уплотнение или закрепление грунтов, расчетное сопротивление R определяется с использованием характеристик φ₁₁ и с ₁₁, полученных при испытании уплотненных или закрепленных грунтов.

Величину просадки основания от внешней нагрузки и собственного веса грунта определяют по величине относительной просадочности [22]. Для этой цели строят эпюры суммарных напряжений под подошвой фундамента от собственного веса грунта s zg и от давления фундамента pz, а также график изменения начального просадочного давления psl,z по глубине просадочной толщи (рис. 8.1). Просадочная толща разбивается на отдельные слои h_i не более 2 м.

(8.2)
где

e _sl,i — относительная просадочность грунта для выделенного i -го слоя, определяемая опытным путем, при давлении pi, равном сумме давлений от фундамента и собственного веса грунта в середине слоя толщиной hi;

k_sl,i — коэффициент условий работы основания.

Рис. 8.1 Схема эпюр P g, σz и P sl для определения просадки фундамента в лессовой толщи

Коэффициент k_sl,i корректирует условность методики лабораторных испытаний грунтов на просадочность и учитывает особенность просадки грунтов отнагрузки. Этот коэффициент назначается по формуле, выведенной в результате статистической обработки штамповых испытаний замоченных просадочных грунтов. При ширине подошвы фундаментов более 12 м. k_sl,I принимается равным единицы для всех слоев грунта в пределах зоны просадки, а при ширине подошвы фундамента меньше 3 м вычисляется по формуле:

(8.3)
где p — среднее давление фундамента на грунт в плоскости его подошвы;

psl,i — начальное просадочное давление i -го слоя грунта;

p ₀ – давление, равное 100 кПа.

При ширине подошвы 3 < b < 12 м – определяется по интерполяции между значениями k_sl,I, полученными при b = 3 м и b= 12 м.

Суммирование по формуле (8.2) выполняют до уровня залегания непросадочных грунтов с e sl < 0,01.