7.5.2 Нормативну глибину сезонного промерзання ґрунту приймають такою, що дорівнює середній із щорічних максимальних глибин сезонного промерзання ґрунтів (за даними спостережень за період не менше ніж 10 років) на відкритій, оголеній від снігу і доступній для впливу вітру горизонтальній поверхні майданчика при рівні підземних вод, розташованому нижче глибини сезонного промерзання ґрунтів.

При використанні результатів спостережень за фактичною глибиною промерзання слід ураховувати, що вона повинна визначатись за температурою, що характеризує (згідно з ДСТУ Б.В.2.1-2) перехід пластичномерзлого ґрунту у твердомерзлий.

7.5.3 Нормативну глибину сезонного промерзання ґрунту dtn , м, за відсутності даних багаторічних спостережень слід визначати на основі теплотехнічних розрахунків, її нормативне значення допускається визначати за формулою

dfn=d0√Mt,(7.2)

де d0 – величина, що дорівнює, м, для:

суглинків і глин d0 = 0,23;

супісків і пісків пилуватих та дрібних d0 = 0,28;

пісків гравіюватих, крупних та середньої крупності d0 = 0,3;

великоуламкових грунтів d0 = 0,34.

Значення d0 для грунтів неоднорідного складу визначають як середньозважене в межах глибини промерзання;

Mt – безрозмірний коефіцієнт, що чисельно дорівнює сумі абсолютних значень середньомісячних негативних температур за зиму в даному районі, визначають згідно зі СНиП 2.01.01, а за відсутності даних для конкретного району будівництва – за результатами спостережень гідрометеорологічної станції, що знаходиться в аналогічних умовах з районом будівництва.

7.5.4 Визначення глибини закладання фундаментів за ознаками, вказаними у 7.5.1, наведені у додатку Г.

7.6 Розрахунок фундаментів за деформаціями основ

7.6.1 Розрахунок за деформаціями основ повинен виконуватись із метою обмеження абсолютних чи відносних переміщень об'єкта (фундаменту) сумісно з основою такими межами, за яких забезпечуються експлуатаційні якості та довговічність об'єкта, унеможливлюються прояви недопустимих осідань, підйомів, кренів, змін проектних рівнів і положень конструкцій, розладнання їх з'єднань тощо.

Міцність, деформативність і тріщиностійкість фундаментів і надфундаментних конструкцій повинні перевірятись розрахунком на зусилля, які виникають при взаємодії об'єкта з основою.

При проектуванні об'єктів, що зводяться у безпосередній близькості від існуючих, необхідно враховувати можливі додаткові деформації основ існуючих об'єктів від навантажень і впливів, які передаються на них спорудами, що проектуються, згідно з підрозділом 11.3.

7.6.2 Деформації основи в залежності від причин їх виникнення підрозділяють на:

  • деформації від зовнішнього навантаження, яке передається на основу фундаментами (ФПЧ) і викликає їх переміщення разом з основою: осідання, горизонтальні зміщення (розпірні фундаменти, підпірні і утримуючі конструкції, підземні частини споруд, що контактують з основами тощо);
  • деформації, що не пов'язані з зовнішнім навантаженням на основу, передаються на (через) фундаменти як впливи від нерівномірних деформацій основи (земної поверхні) внаслідок підробки, просідання від власної ваги грунту, набрякання чи здимання грунту, зсувів, карстопроявів, сейсмічних чи динамічних коливань тощо. Впливи проявляються у вигляді вертикальних та (чи) горизонтальних переміщень контактної поверхні основи з фундаментами (мульди осідання, провали, уступи, просідання, підняття і осідання, горизонтальні деформації) чи додаткових навантажень (при зсувах).

7.6.3 Розрахунки споруди за деформаціями основи повинні виконуватись виходячи з умови їх сумісної роботи.

Розрахунки за деформаціями основ допускається виконувати без урахування спільної роботи споруди і основи у випадках, обумовлених 7.2.2.

7.6.4 Розрахунок за деформаціями основ виконують виходячи з умови

s ≤ su(7.3)

де s – спільна деформація основи і споруди, яку визначають розрахунком згідно з 7.1.9, 7.1.10, підрозділом 8.3 та додатком Д;

su – граничне значення спільної деформації основи і споруди, що встановлюють згідно з підрозділом 7.9.

Під величинами s, su може розумітись будь-яка з деформацій, вказаних у 7.6.5.

7.6.5 Спільна деформація основ і споруд характеризується:

  • абсолютним осіданням (підйомом) s основи окремого фундаменту;
  • середнім s і максимальним smax осіданням споруди;
  • відносною нерівномірністю осідань (підйомів) двох фундаментів (Δs/L), (L - відстань між фундаментами) ;
  • креном фундаменту (споруди) і;
  • відносним прогином чи вигином f/L, L - довжина ділянки вигину чи прогину;
  • кривизною ділянки споруди, що згинається, ρ;
  • відносним кутом прогину; закручування споруди Θ;
  • горизонтальним переміщенням фундаменту (споруди) u.

7.6.6 При розрахунках фундаментів за деформаціями основ необхідно враховувати можливість зміни як розрахункових, так і граничних значень деформацій основи за рахунок застосування інженерних заходів, передбачених проектом згідно з додатком К.

7.6.7 Розрахунок фундаментів за деформаціями основи слід виконувати на основі лінійних чи нелінійних розрахункових моделей згідно з 7.1.10, 7.1.11.

Лінійні моделі застосовуються при дотриманні критерію

σ ≤ σR –- у загальному випадку або р ≤ R,(7.4)

де σR – див. 7.1.6;

р або σ – середній тиск або напруження безпосередньо під підошвою фундаменту;

R – розрахунковий опір грунту основи під підошвою фундаменту згідно з 7.7.1.

7.6.8 Розрахункова схема основи для визначення спільних деформацій основи і будівлі, повинна вибиратись згідно з 7.1.9.

Розрахунок деформацій основи при дотриманні вимог 7.6.8 слід виконувати із застосуванням розрахункової схеми у вигляді лінійно-деформованого півпростору з умовним обмеженням глибини стисливої товщі Нс або збільшеної товщі Нс до підошви слабких чи структурно нестійких грунтів згідно з Д. 10.

Примітка. Деформації основи повинні визначатись з урахуванням змін властивостей грунтів в результаті природних чи техногенних впливів на грунти.

7.6.9 При напруженні (тиску) під підошвою фундаментів, яке перевищує напруження, що відповідає розрахунковому опору R або 1,2R у випадках, обумовлених Е. 10, деформації основи слід визначати з урахуванням фізичної нелінійності деформування грунту.

Осідання за межами лінійної залежності між напруженнями і деформаціями слід визначати згідно з Д.30 та Д.38.

7.7 Визначення розрахункового опору основи

7.7.1 При розрахунку фундаментів за деформаціями основ у випадках 7.6.7 визначення розрахункового опору R виконують згідно з додатком Е в залежності від фізико-механічних показників властивостей грунтів основи, розмірів підошви фундаменту, глибини його закладання.

7.8 Визначення кренів окремих фундаментів і споруд

7.8.1 Крен окремих фундаментів або споруди в цілому повинен обчислюватись з урахуванням ексцентриситету навантажень (згинального моменту) у рівні підошви фундаменту, впливу сусідніх фундаментів, навантажень на прилеглі площі і нерівномірної стисливості основи.

При визначенні кренів фундаментів необхідно також ураховувати заглиблення фундаменту, жорсткість надфундаментної конструкції, а також можливість збільшення ексцентриситету навантаження внаслідок нахилу фундаменту (споруди).

У необхідних випадках (при водонасичених глинистих грунтах тощо) слід ураховувати крени, обумовлені повзучістю скелету грунту.

7.8.2 Крен окремого фундаменту при дії позацентрового навантаження визначають згідно з Д.13.

7.8.3 Крен розвинутого в плані фундаменту, що виникає в результаті нерівномірної стисливості його основи, слід визначати чисельними методами (наприклад, розрахунками осідань по декількох розрахункових вертикалях).

7.9 Граничні сумісні деформації основ, фундаментів і споруд

7.9.1 Граничні значення сумісної деформації основи, фундаментів і споруди su установлюють виходячи з необхідності дотримання:

а) технологічних чи архітектурних вимог до деформацій споруди (недопустимості змін проектних рівнів і положень у просторі споруди в цілому, окремих її елементів і технологічного устаткування, включаючи вимоги до нормальної роботи кранів, ліфтів, приладів, устаткування, підйомників, а також погіршення естетичного вигляду об'єкта, його елементів і несприятливого психофізіологічного впливу на людей) – su;s;

б) вимог до міцності, стійкості і тріщиностійкості конструкцій, включаючи загальну стійкість споруди –su,f.

7.9.2 Граничні значення su,s повинні встановлюватись відповідними нормами проектування будівель та споруд, правилами технічної експлуатації технологічного устаткування або завданням на проектування з урахуванням (в обґрунтованих випадках) необхідності виправлення нерівномірних деформацій або кренів будівлі в цілому або рихтування устаткування в процесі експлуатації.

7.9.3 Граничні значення сумісної деформації основи, фундаментів і споруди за умов міцності, стійкості і тріщиностійкості конструкцій su,f повинні встановлюватись при проектуванні за розрахунками споруд у взаємодії з основою.

Значення su,f допускається не встановлювати: для споруд, в конструкціях яких не виникають зусилля від нерівномірних осідань основи (шарнірні системи різного виду, піддатливі і гнучкі конструктивні системи тощо), жорстких споруд баштового типу.

7.9.4 Граничні значення сумісних деформацій основ, фундаментів і споруди допускається приймати згідно з ДБН В. 1.1-5 та додатком И, якщо конструкції об'єкта спеціально не розраховані на зусилля, що виникають при взаємодії з основою і в завданні на проектування значення su окремо не встановлені.

7.10 Розрахунок фундаментів за несучою здатністю основ

7.10.1 Розрахунок фундаментів за несучою здатністю основ виконують із метою забезпечення міцності та стійкості їх основ, а також недопущення зрушення по підошві й перекидання фундаменту. Схема руйнування основи, яку приймають при досягненні нею граничного стану, повинна бути статично і кінематичне можлива для даного впливу і конструкції фундаменту або споруди.

7.10.2 Розрахунок фундаментів за несучою здатністю основ виконують виходячи з умови

σ ≤ у загальному випадку або F ≤ γcFu /γn ,(7.6)

де σ = F/bl;

σu – напруження, що відповідає межі несучої здатності основи (7.1.6);

F – розрахункове навантаження на основу згідно з підрозділом 7.2;

Fu – сила граничного опору основи; вертикальна складова сили граничного опору основи Nu згідно з додатком Ж;

- коефіцієнт умов роботи, який приймають:

для: пісків, крім пилуватих =1,0

пісків пилуватих, а також глинистих грунтів у стабілізованому стані = 0,9

глинистих грунтів у стабілізованому стані = 0,85

невивітрілих і слабовивітрілих =1,0

вивітрілих = 0,9

сильновивітрілих = 0,8

γn – коефіцієнт надійності за відповідальністю (коефіцієнт відповідальності); визначається залежно від класу відповідальності об'єкта згідно з 7.6 ДБН В.1.2-14;

bl – розміри в плані (ширина і довжини) сторін фундаменту.

7.10.3 Сила граничного опору основи, складеної нескельними грунтами в стабілізованому стані, повинна визначатись виходячи з умови, що співвідношення між нормальними і дотичними напруженнями по всіх поверхнях ковзання, яке відповідає граничному стану основи, підпорядковується залежності

τ = σ tg φ1 + c1,(7.7)

де φ1 і c1 – відповідно розрахункові значення кута внутрішнього тертя і питомого зчеплення грунту (підрозділ 7.3).

7.10.4 Сила граничного опору основи, що складається з грунтів, які повільно ущільнюються, водонасичених, пилуватих, глинистих і біогенних (при коефіцієнті водонасичення Sr ≥ 0,85 і коефіцієнті консолідації cν ≤ 107 см2/рік), повинна визначатись з урахуванням можливого нестабілізованого стану ґрунтів основи за рахунок надлишкового тиску в поровій воді u. При цьому співвідношення між нормальними σ і дотичними напруженнями приймають за залежністю

τ = (σ – u) tg φ1 + с1,(7.8)

де φ1 і с1 – розрахункові значення, що відповідають стабілізованому стану грунтів основи і визначають за результатами консолідованого зрізу ДСТУ Б В.2.1-4, ДСТУ Б В.2.1-7.

Надлишковий тиск у поровій воді допускається визначати методами фільтраційної консолідації ґрунтів з урахуванням швидкості прикладання навантаження на основу.

При відповідному обґрунтуванні (високих темпах зведення споруди або швидкого її навантаження експлуатаційними навантаженнями, відсутності в основі водопроникних шарів ґрунту чи дренувальних улаштувань) допускається в запас надійності приймати φ1 = 0, с1 – таким, що відповідає нестабілізованому стану ґрунтів основи і дорівнює міцності грунту за результатами неконсолідованого зрізу си (ДСТУ Б.В.2.1-4, ДСТУ Б.В.2.1-7).

7.10.5 Розрахунок за несучою здатністю основ в обґрунтованих випадках допускається виконувати графоаналітичними методами (круглоциліндричних чи ламаних поверхонь ковзання), якщо:

а) основа неоднорідна за глибиною і площею;

б) привантаження основи з різних сторін фундаменту неоднакове, при цьому інтенсивністьбільшого з них перевищує 0,5R;

в) споруда розташована на схилі або поблизу укосу;

г) можливе виникнення нестабілізованого стану ґрунтів основи.

У всіх випадках, якщо на фундамент діють горизонтальні навантаження і основа складена ґрунтами в нестабілізованому стані, слід розраховувати фундамент на зрушення по підошві.

7.10.6 Розрахунок фундаменту на зрушення по підошві визначають виходячи з умови

ΣFs,a ≤ (γcΣFs,r)/γn,(7.9)

де ΣFs,a і ΣFs,r – суми проекцій на площину ковзання відповідно розрахункових сил, що зрушують і утримують, які визначають з урахуванням активного і пасивного тисків грунту на бічні грані фундаменту;

γc і γn – позначення ті самі, що у формулі (7.6).

7.10.7 Стійкість фундаментів на дію сил морозного здимання ґрунтів необхідно перевіряти, якщо основа складена здимальними ґрунтами (підрозділ 9.7).

7.11 Критерії визначення розмірів підошви фундаментів

7.11.1 Визначення розмірів у плані підошви фундаменту виконують виходячи з його розрахунку за деформаціями основи з умови обмеження тисків на основу від розрахункових для II групи граничних станів навантажень, які слід визначати згідно з підрозділом 7.2.