Підтверження типу грунтових умов майданчика може проводитись на основі детального вивчення стану обстежуваної і сусідніх будівель та споруд і виявлення ділянок просідання поверхні в цьому районі, а також із досвіду будівництва в даному регіоні чи території міста, району.
Примітка. Вказані методи попередньої оцінки наведені за порядком зростання надійності одержуваних даних. Близькі до дійсних значення просідання під дією власної ваги одержують при замочуванні дослідних котлованів. Визначення на основі стандартних лабораторних випробувань на просідання характеризується великою неточністю, особливо при значеннях просідання від до 15 - , коли тип грунтових умов у дійсності може бути як І, так і ІІ.
4.19 Розрахункова величина можливого максимального просідання від власної ваги грунту повинна встановлюватись за даними уточнених компресійних випробувань (4.11,4.12) за формулою
=,(2)
;
,(3)
де- відносне просідання і-того шару при тиску водонасиченого грунту (природного тиску, обчисленого для грунту з Sr = 0,9 ), що визначається за залежністю = f (p), одержаного при стандартних та уточнених компресійних випробуваннях;
- уточнена величина відносного просідання при тому ж тиску, що і ;
п - кількість розрахункових шарів, на які розподілена лесова товща;
hi - потужність і-того розрахункового шару грунту, яка приймається не більше 1 - ;
- границя відносного просідання: для лесових супісків = 0,01 , для лесових суглинків =0,015.
В розрахунку за формулою (3) значення менші не враховуються.
4.20 Виділення окремих інженерно-геологічних елементів (ІГЕ) слід проводити на основі польових і лабораторних визначень у встановленому порядку з урахуванням прийнятого стратиграфічного розподілу і глибини залягання шарів грунту. Категорично забороняється поєднувати лесові грунти однакової літологічної відмінності, що залягають на різній глибині, в один ІГЕ і, тим більше, розповсюджувати одержані фізичні характеристики, відносне просідання і початковий тиск просідання, визначені для верхніх шарів, на всю глибину.
4.21 Для майданчиків будівель, розташованих на схилах чи в межах плато в безпосередній близькості від схилу, при вишукуваннях необхідно встановлювати можливість розвитку зсувних явищ або розмивання поверхні.
4.22 При вишукуваннях повинно бути виявлено :
а) можливе розташування в межах території забудови будівлі насипних грунтів і послаблень у вигляді засипаних або відкритих старих котлованів, траншей, льохів, колодязів, катакомб та інших знижень поверхні;
б) наявність суфозії чи можливість її виявлення в лесових або підстильних грунтах;
в) виникнення вимивань у грунті за рахунок витікання води з водонесучих систем, при попаданні атмосферних опадів чи поверхневих вод крізь вимощення або порушення в конструкціях будівлі.
4.23 При вишукуваннях слід встановити наявність підземних вод, виявити зону їх живлення і розвантаження, сільовий склад, оцінити сезонні зміни рівня підземних вод та дати прогноз зміни їх рівня на перспективу.
4.24 Проведені вишукування повинні дати відповідь щодо змін фізико-механічних характеристик грунтів на протязі часу з тим, щоб можливо було врахувати це при розробці проекту підсилення.
5 ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ РОЗРАХУНКУ ФУНДАМЕНТІВ,
ПІДСИЛЮВАНИХ БУРОІН'ЄКЦІЙНИМИ ПАЛЯМИ
5.1 Розрахунок підсилення фундаментів буроін'єкційними палями необхідно вести як для пальових фундаментів у відповідності з вимогами СНиП 2.02.03 за фаничними станами:
а) першої групи:
- за міцністю матеріалу паль і пальових ростверків;
- за несучою здатністю грунту основи, паль;
- за несучою здатністю основ пальових фундаментів, якщо на них передаються значні горизонтальні навантаження, або якщо вони обмежені укосами чи знаходяться у межах схилів;
б) другої групи:
- за осіданнями основ паль і пальових фундаментів від вертикальних навантажень;
- за переміщенням паль спільно з грунтом основи від дії горизонтальних навантажень і моментів;
- за виникненням або розкриттям тріщин в елементах залізобетонних конструкцій пальових фундаментів.
5.2 Навантаження на лесову основу на рівні підошви фундаменту, як правило, повинні встановлюватись розрахунком, виходячи із сумісної роботи будівлі і основи згідно з вимогами СНиП 2.01.07, СНиП 2.02.01 і СНиП 2.02.03 на основі фактичних даних про конструкції будівлі і грунти основи, встановлених при обстеженні будівлі та інженерно-геологічних вишукуваннях. При виборі розрахункової статичної схеми будівлі слід враховувати порушення в конструкціях будівлі і міцності їх матеріалу, що мали місце на момент обстеження, а в оцінці роботи основи - нерівномірні її деформації, що виявились, і можливість їх зміни під час експлуатації після підсилення фундаментів.
Також необхідно враховувати призначення і особливості завантаження будівлі в період її експлуатації, що передувала обстеженню, з моменту будівництва, що допоможе визначити фактичне завантаження конструкцій будівлі і основи. Якщо є сусідні будівлі чи споруди, то треба враховувати і їхній вплив на умови завантаження основ як на період обстеження, так і при подальшій експлуатації підсиленої будівлі.
Визначення навантажень, що передаються на фундаменти і основи, повинно проводитись самостійно для кожного стану, сполучення навантажень і періоду роботи будівлі. При цьому слід виходити з того, що врешті решт основа стане водонасиченою, а навантаження на фундаменти і основу будуть відповідати найбільш несприятливим умовам замочування. Якщо в конструкцію і (чи) роботу підземної частини будівлі будуть внесені зміни, то це повинно враховуватись і в розрахунку системи "будівля-фундамент-основа". В разі необхідного обгрунтування, як виняток, допускається визначення навантажень без урахування перерозподілу зусиль за рахунок жорсткості надземної частини будівлі і піддатливості основи (по окремих перерізах).
Примітка 1 Для практичних розрахунків рекомендується використовувати обчислювальні комплекси з їх реалізацією на ЕОМ: для каркасних будівель використовується обчислювальний комплекс "МИРАЖ", розроблений НДІАСБ, для будівель з несучими стінами - обчислювальний комплекс "КРАПОФ", розроблений НДІБК, або їх аналоги.
Примітка 2 Зважаючи на те, що запропоновані конструктивні схеми підсилення буроін'єкційними палями орієнтовані на розвиток додаткових деформацій до 20 - , нерівномірні деформації при розрахунку навантажень на фундаменти недеформованих будівель і споруд допускається не враховувати.
5.3 Розрахунок підсилення фундаментів повинен викочуватись з урахуванням виду і стану існуючих фундаментів, прийнятого способу підсилення і конкретної розрахункової схеми у відповідності з 5.4 - 5.11. Розрахунок проводиться для окремо стоячого або на 1 пог.м. стрічкового фундаменту.
5.4 Для випадку підсилення фундаментів мілкого закладання буроін'єкційними палями із жорстким об'єднанням їх з існуючим фундаментом (див. 2.6, 2.7) повинна виконуватись умова
,(4)
де - сумарне розрахункове вертикальне навантаження для другої групи граничних станів на рівні підошви підсиленого фундаменту, кН, визначається з урахуванням вказівок 5.2.
При простій ї конструктивній схемі, відсутності сусідніх будівель і споруд та для недеформованих будівель (при збільшенні навантажень на фундаменти у випадку реконструкції) з урахуванням примітки 2 до 5.2 допускається визначати , як остаточну, за формулою
,(5)
де - розрахункове вертикальне навантаження від надземних конструкцій будівлі на верхньому уступі фундаменту, кН, з урахуванням реконструкції, що проводиться;
- вага існуючого фундаменту, кН;
- вага ростверка або інших елементів підсилення, кН;
- вага грунту на уступах фундаменту і ростверка, підлоги та (або) вимощення в цих межах і можливих постійних чи тривалих тимчасових навантажень, кН.
Примітка. Значення, , , визначають для другої групи граничних станів без урахування виважувальної дії підземних вод, рівень яких розташований чи прогнозується вище, ніж рівень підошви фундаменту.
- розрахункове навантаження для другої групи граничних станів, кН, яке передається на існуючий фундамент після підсилення, визначається з урахуванням безпечного тиску на просідаючу основу за формулою
,(6)
де - мінімальна величина початкового тиску просідання, кПа, лесового грунту, який залягає на глибину h = b нижче підошви фундаменту, визначається за рекомендаціями 4.12.
Для непросідаючої основи
,(6а)
де - середня напруга, кПа, на підошві фундаменту при виконанні умови . Розрахунковий опір непросідаючого грунту визначається за формулою (7) СНиП 2.02.01, як це обумовлено в 4.14. Якщо фундамент спирається на грунтову подушку, то допустимість значення повинна контролюватись на її нижній межі умовою (9) СНиП 2.02.01, де ;
А - площа підошви фундаменту, м2, при її ширині b, м;
- розрахункове навантаження для першої групи граничних станів, кН, яке передається на буроін'єкційні палі підсилення, визначається за формулою
,(7)
де n - кількість буроін'єкційних паль підсилення для фундаменту, який підлягає розрахунку;
- розрахункова несуча здатність палі по грунту з урахуванням його можливого замочування, кН, яка визначається за рекомендаціями розділу 6 даних норм;
- коефіцієнт надійності, який приймається в залежності від способу визначення : 1,2 - при статичному випробуванні паль із замочуванням лесової основи; 1,3 - за результами статичних випробувань паль у грунтах природної вологості з урахуванням можливого замочування в подальшому (див. 6.8); 1,4 - за даними інших методів, якщо їх вірогідність підтверджена перевіркою в регіональних умовах;
Середнє значення коефіцієнту надійності по навантаженню визначається за формулою
, (8)
де , - сумарні розрахункові вертикальні навантаження відповідно для першої та другої груп граничних станів на рівні підошви фундаменту, які визначаються відповідно за формулами (9) та (5).
,(9)
де значення навантажень визначаються для першої групи граничних станів аналогічно з формулою (5).
5.5 При позацентровому навантаженні фундаменту мілкого закладання, підсиленого буроін'єкційними палями, повинна також виконуватись умова а у формулу (6а) необхідно вводити значення .
Для будь-яких грунтових умов повинна також виконуватись умова >0.
5.6. Для випадку підсилення пальових фундаментів буроін'єкційними палями з жорстким їх об'єднанням (див. 2.6, 2.7) повинна виконуватись умова
,(10)
де - сумарне розрахункове вертикальне навантаження для першої групи граничних станів на підсилений пальовий фундамент на рівні підошви ростверку, кН, яке визначається за формулою (9);
- розрахункове вертикальне навантаження для першої групи граничних станів, що передається на існуючий пальовий фундамент, кН, яке визначається з урахуванням фактичної роботи паль за рекомендаціями 5.2 або за формулою
(11)
де - коефіцієнт, що враховує фактичні умови роботи фундаменту, який приймається рівним = 0,8 - 1.0;
- кількість паль в існуючому фундаменті;
- несуча здатність забивних, набивних або інших типів паль по грунту основи, влаштованих раніше, кН, яка встановлюється для водонасиченого стану грунтів основи за рекомендаціями СНиП 2.02.03;
- коефіцієнт надійності, який приймається за рекомендаціями СНиП 2.02.03 і 5.4;
- розрахункове вертикальне навантаження для першої групи граничних станів, яке передається на буроін'єкційні палі підсилення, кН, визначається за формулою (7).
5.7 Розрахунок пальових ростверків, жорстко зв'язаних з існуючим фундаментом, слід виконувати у відповідності із вказівками СНиП 2.02.03, СНиП 2.03.01 та "Пособия по проектированию железобетонных ростверков свайных фундаментов под колонны зданий и сооружений" (до СНиП 2.03.01).
Навантаження, які діють на підошві ростверку, слід розглядати як зосереджені від окремих паль (приводяться до центру ваги їх перерізів) і розподілені по підошві від тиску грунтової основи (після підсилення).
5.8 Для пальових ростверків, які не зв'язані з існуючими фундаментами і поєднують відокремлені похилі буроін'єкційні палі (додаток А, схема 15), зовнішнім навантаженням є надмірний тиск по глибині основи, який діє крізь грунт безпосередньо на палі.
Визначення зусиль в палях допускається виконувати за спрощеною методикою, як для стрижня, шарнірно зв'язаного з ростверком і працюючого в пружному грунтовому середовищі, від дії активного тиску , обчисленого за навантаженням (див. 5.6), з урахуванням коефіцієнту постелі оточуючого грунту (додаток Б, пункт Б.З).
5.9 Для відокремлених похилих буроін'єкційних паль ( додаток А, схеми 14, 15) деформації грунтової основи необхідно визначати за СНиП 2.02.01 з урахуванням його армування похилими палями, приймаючи потужність стиснутої товщі в границях від підошви фундаменту до точки умовного перетину паль. Також повинна виконуватись вимога 5.12.
Параметри похилих паль та їх положення в грунті повинні гарантувати величини деформації, які не перевищують граничні, що встановлені СНиП 2.02.01.
5.10 При горизонтальних навантаженнях, що передаються на буроін'єкційні палі підсилення, в тому числі і влаштовані окремо у вигляді захисного ряду, слід виконувати перевірку за умовою
,(12)
де - сумарне розрахункове горизонтальне навантаження для першого фаничного стану, яке передається на ділянку з буроін'єкційних паль, кН, і визначається з урахуванням горизонтального тиску грунту основи та (або) інших горизонтальних навантажень, які передаються додатково на цей ряд паль як при виконанні робіт, так і в період експлуатації будівлі. Частина горизонтального навантаження, що сприймається існуючим фундаментом, в розрахунок не включається;
- розрахункова несуча здатність одиночної палі на горизонтальне навантаження по грунту основи для короткочасного періоду виконання робіт з урахуванням природної вологості грунту, і, в інших випадках, з урахуванням його водонасиченості, тобто , яка встановлюється за рекомендаціями розділу 6 даних норм;
