ДБН В.1.1-5-2000. Дома и сооружения на подделываемых территориях и проседающих почвах (Часть 2. Дома и сооружения на проседающих почвах)

, (7)

Коефіцієнти жорсткості основи при стиску

8 Коефіцієнт жорсткості основи С лінійно-деформівної основи з урахуванням властивостей просідання грунтів по вертикалі, що розглядається, визначається за формулою

. (8)

Проміжні значення коефіцієнта жорсткості на ділянках поверхні основи між розрахунковими вертикалями допускається визначати інтерполяцією.

9
У випадку, коли за результатами розрахунку будинку або споруди сумісно з основою при використанні значення коефіцієнтів жорсткості С, а для грунтових умов, де можливе просідання від власної ваги грунту, з урахуванням впливів просі­дання (осідання) поверхні основи s_{sl ,g} (додаток 2) реактивні тиски під підошвою фун­даментів не задовольняють умови 4.20, коефіцієнти жорсткості слід визначати з ура­хуванням нелінійних властивостей деформування основи (рисунок 5.2).

Рисунок 5.2 - Розрахункова залежність між осіданням і тиском (нормальним контактним напруженням) для нелінійно-деформівної основи

При зростанні тиску на поверхню основи для розрахунків приймається гіпербо­лічна залежність між осіданням та тиском, при зменшенні тиску — лінійна. Допускає­ться застосовувати і інші види залежностей осідання - тиск, які перевірені експери­ментальним шляхом та досвідом проектування та експлуатації будинків і споруд.

ДБН В. 1.1-5-2000 Ч.ІІ C.68

10 У відповідності з рекомендованими залежностями (пункт 9) між тиском і де­формаціями основи загальні осідання без урахування деформацій просідання контак­тної поверхні основи під фундаментами визначаються за формулами:

осідання s поверхні основи при зростаючому тиску р

, (9)

де — приведене осідання (що встановлює параметри гіперболи), яке визначається за формулою

, (10)

тут s' = s_pl + s_el - повне осідання основи по вертикалі, що розглядається, обчислене при тиску р';

р' — середній тиск під підошвою фундаменту, який дорівнює розрахунковому опору грунту основи R і визначається відповідно до СНіП 2.02.01 з ураху­ванням вологості грунтів під підошвою фундаменту;

р_u - граничний опір грунту основи, який визначається у відповідності зі СнiП 2.02.01 з урахуванням вологості грунтів під підошвою фундаменту;

Осідання s поверхні основи при зменшенні тиску (розвантаженні) визначається за формулою

, (11)

де s_a - осідання при тиску р_a , з якого починається розвантаження ;

s'_el - пружне осідання основи при тиску р'.

11 При використанні залежностей між осіданням і тиском за формулами (9) і (11) значення нелінійних коефіцієнтів жорсткості основи без урахування властивос­тей просідання грунтів слід визначати за формулами:

дотичний (дійсний) С_k при навантаженні

; (12)

січний (середній) С_c при навантаженні

; (13)

дотичний С_pk при розвантаженні

; (14)

січний С_ps при розвантаженні

; (15)

ДБН В. 1.1-5-2000 Ч.ІІ С.69

де p_u , s, , p', , s_a , p_a - такі самі, як і у формулах (9) - (11);

а - точка на кривій навантаження, від якої почалось розвантаження (рисунок 5.2);

b - точка на прямій розвантаження, за якою визначається січний коефіцієнт жорсткості ( рисунок 5.2);

P_b - тиск, за яким визначається січний коефіцієнт жорсткості при розвантаженні.

12 Значення нелінійних коефіцієнтів жорсткості основи з урахуванням власти­востей просідання грунтів слід визначати за формулами (9) - (15), у яких:

- розрахунковий р' та граничний р_u опори грунтів основи розраховуються з використанням розрахункових значень характеристик міцності грунтів у водонасиченому стані;

- повне осідання і просідання основи s' визначаються за формулою

s’ = s_pl - s_el + s_sl,p + s_d , (16)

де s_pl , s_el , s_{sl ,p} , s_d - ті самі, що і в формулах (1) і (8).

Коефіцієнти жорсткості основи при зсуві

13 Коефіцієнти жорсткості D лінійно-деформівної основи при зсуві слід визна­чати виходячи з горизонтальних переміщень u поверхні основи від дії середнього до­тичного напруження т під підошвою фундаменту. Горизонтальні переміщення по­верхні основи слід, як правило, визначати методами, що враховують обмежену гли­бину зони горизонтальних переміщень грунту.

Коефіцієнт жорсткості D при зсуві слід визначати за формулою

(17)

14 Коефіцієнт жорсткості нелінійно-деформівної основи при зсуві слід визнача­ти виходячи з гіперболічної залежності між горизонтальним переміщенням та дотич­ним контактним напруженням при його збільшенні; при зменшенні напруження при­ймається лінійна залежність. Графік залежності між горизонтальним переміщенням u та дотичним напруженням г подібний до графіка на рисунку 5.2, де р і s слід замі­нити на τ і u.

Горизонтальне переміщення u поверхні основи при зростаючому дотичному на­пруженні τ слід визначати за формулою

, (18)

де — приведене горизонтальне переміщення, що визначається за формулою

, (19)

де u'- горизонтальне переміщення поверхні основи по вертикалі, що розглядає­ться, при дії горизонтального напруження ';

_u - граничний опір грунту основи зсуву по підошві фундаменту, що визначає­ться згідно зі СНiП 2.02.01 і обчислюється з використанням розрахункових значень характеристик міцності грунтів при природній вологості або у водонасиченому стані у залежності від розташування джерела замочування ;

ДБН В. 1.1-5-2000 Ч.ІІ C.70

τ' - середнє дотичне напруження по підошві фундаменту, яке повинне задовольняти умову

'  0,5_u . (20)

Горизонтальне переміщення u поверхні основи при зменшенні дотичного на­пруження  (розвантаженні) слід визначати за формулою

(0    _a) , (21)

де и_a - горизонтальне переміщення при дотичному напруженні _a ;

- пружне горизонтальне переміщення поверхні основи при дотичному

напруженні ’, що визначається за формулою

, (22)

де , s' - ті самі, що в формулах (10) і (11).

15 При залежності між горизонтальним переміщенням та дотичним напружен­ням за формулами (18) і (21) значення коефіцієнтів жорсткості при зсуві слід визнача­ти за формулами:

дотичний (дійсний) D_k при навантаженні

, (23)

січний (середній) D_c при навантаженні

; (24)

дотичний D_pk при розвантаженні

; (25)

січний D_pc при розвантаженні

, (26)

де _u , , u, ’, _a - такі самі, що в формулах (18) — (22);

а - точка на кривій навантаження, від якої почалось розвантаження;

b - точка на прямій розвантаження, для якої визначається січний кое­фіцієнт жорсткості;

τ_b, - дотичне напруження, за якого визначається січний коефіцієнт жор­сткості при розвантаженні.

ДБН В. 1.1-5-2000 Ч.ІІ С.71

Визначення модулів деформації грунтів

1
6 Для визначення модулів повних Е і пружних Е_el деформацій грунту за ре­зультатами польових випробувань грунту штампами або лабораторних компресійних випробувань зразків грунту слід одержати криву навантаження та криву розванта­ження. При цьому розвантаження необхідно виконувати після досягнення стабілізації осідання від останнього ступеня навантаження. Розвантаження виконується тими самими ступенями, якими виконувалось навантаження, з досягненням необхідної стабі­лізації деформації.

а - осідання жорсткого штампа в шурфі; б - відносна деформація зразка в компресій­ному приладі; 1-крива навантаження ; 2 - крива розвантаження

Рисунок 5.3 - Графік залежності деформацій від тиску при випробуванні грунту статичним навантаженням

17 У випадку штампових випробувань модулі деформації Е та Е_el допускається визначати за графіком залежності осідання штампу від навантаження на нього (рису­нок 5.3 а) з використанням теорії пружності для лінійно-деформівного напівпростору за формулами

; (27)

, (28)

де  - коефіцієнт форми підошви штампу, який дорівнює 0,88 для квадрата і 0,89 - для кола;

р- середній тиск по підошві штампу: в межах прямолінійного відрізка за­лежності між s і р кривої навантаження (27), з якого починаєтся развантаження згідно з залежністю між s_el і р (28);

А - площа підошви штампу;

v - коефіцієнт Пуассона грунту.

Модулі деформації, що визначені штамповими випробуваннями, враховують напруження від власної ваги грунту по глибині товщі та дійсні в межах деформівної зони під штампом.

18 При компресійних випробуваннях модулі повних і пружних деформацій грунту слід визначати з урахуванням напружень від його власної ваги, що діють на відмітках, де відібрані зразки грунту.

Через значення відносних деформацій для кривої навантаження (рисунок 5.3, б), що

ДБН В. 1.1-5-2000 Ч.ІІ C.72

отримані при компресійному випробуванні зразків, слід перейти до графіка залежності "тиск –

коефіцієнт пористості" (рисунок 5.4) згідно з формулою

e_i = e_i-1 - ( l + e_i-1) ε_i , (29)

д
е e_i, e_i-1 - коефіцієнти пористості при значенні відносної деформації ε_i на і кроці додавання тиску p_i ;

e₀ - початковий коефіцієнт пористості, визначений при закладанні зразка в прилад.

Рисунок 5.4 - Графік залежності "тиск - коефіцієнт пористості" за результатами компресійних випробувань

Після отримання значень коефіцієнта пористості на кожному кроці випробу­вань слід за інтерполяцією отримати значення е для природного тиску грунту р_z і діючого тиску р_a (відповідно е_z та e_a )

, . (30)

Повний модуль деформації Е в інтервалі тисків від р_z до р_a згідно з рисунком 5.4 (тангенс кута нахилу відрізка АВ) визначається з формули

, (31)

де β - коeфіцієнт, який залежить від виду грунту.

Значення модуля пружних деформацій Е визначається за кривою розванта­ження при компрессійному випробуванні зразка аналогічно визначенню Е.

19 Якщо при польових випробуваннях грунтів штампами або при компресійних випробуваннях зразків грунтів криві розвантаження не визначались, допускається приймати значення

Е_el = 6Е . (32)

ДБН B.I.1-5-2000 Ч.ІІ С.73

ДОДАТОК 6

(обов'язковий)

ОСОБЛИВОСТІ ПРОЕКТУВАННЯ НА ОБВОДНЕНИХ ПРОСІДАЮЧИХ ГРУНТАХ

1 При проектуванні основ будинків і споруд слід враховувати особливості просі­даючих грунтів, які знаходяться в водонасиченому стані, розташованих нижче міні­мального довгочасного рівня підземних вод, які зазнають обводнення внаслідок се­зонних та багаторічних коливань рівня підземних вод (у тому числі верховодки), фор­мування нового підвищеного рівня довгочасного середнього рівня.

Характер і динаміка обводнення основ повинні встановлюватися на основі дов­гочасних гідрогеологічних прогнозів, що виконуються на стадії вишукувань з ураху­ванням як природних явищ, так і техногенних (антропогенних) процесів (зміна умов поверхневого стоку при вертикальному плануванні та виконанні земляних робіт, заси­пання природних дрен, втрати із водонесучих комунікацій у період їх експлуатації, витікання виробничих вод у будинках з мокрим технологічним процесом, зниження випаровування під будинками та асфальтованими територіями, баражні ефекти, поли­вання зелених насаджень тощо).

Підвищення рівня підземних вод, як правило, супроводжується розущільненням грунтів у результаті їх гідростатичного зважування, зниженням міцності, зміною кое­фіцієнтів пористості та фільтрації. При цьому вологість грунтів зростає у 2-3 рази, зчеплення знижується в середньому втричі, а кут внутрішнього тертя у 2-2,5 раза.

2 При нерівномірному заляганні покрівлі водоупору, виникненні тимчасових во­донесучих горизонтів (верховодки) у виді лінз або прошарків, а також при локальному техногенному замочуванні рівень підземних вод може підвищуватись на окремих ділянках території, що забудовується, і утворювати куполи з локальними змінами (по­гіршеннями) будівельних властивостей грунтів та розвитком нерівномірних осідань будинків і споруд.

У випадках, які перераховані у пунктах 1 та 2, до обводнених слід відносити просідаючі грунти, що мають ступінь вологості S_r  0,6.

3 Обводнені (водонасичені) просідаючі грунти із ступенем вологості S_r  0,8 слід відносити до непросідаючих і сильностисливих. Внаслідок їх недоущільненості та не­однорідності в плані і за глибиною необхідно при проектуванні будинків і споруд вра­ховувати ймовірність нерівномірних осідань фундаментів, величина яких може досягати значень, які перевищують нормативні.

4 Призначення розмірів підошв фундаментів потрібно проводити з розрахунку, щоб середній тиск по підошві не перевищував величини структурної міцності обвод­неного грунту, що за чисельністю дорівнює початковому тиску просідання або розра­хунковому опору водонасиченого просідаючого грунту.

При проектуванні будинків і споруд на основах, які складені просідаючими грун­тами природної вологості S_r0,6, розрахунок ширин фундаментів повинен виконува­тись за величиною початкового тиску просідання р_sl , із умови

P_cp  P_sl , (1)

а розрахунок конструкцій виконуватись з урахуванням впливів від просідання грун­тів.

ДБН В. 1.1-5-2000 Ч.П C.74

При підйомі рівня підземних вод і підвищенні вологості грунтів основи до S_r  0,8 ширину підошов призначають із умови (2), а розрахунок конструкцій викону­ється з урахуванням вказівок пункту 5

Р_сер  R , (2)

де р_сер - середній тиск по підошві фундаменту;

R - розрахунковий опір водонасиченого просідаючого грунту під підошвою фундаменту.

Величина розрахункового опору обводненого просідаючого грунту повинна об­числюватися за його фізико-механічними показниками, одержаними у польових або лабораторних випробуваннях при ступені вологості S_r  0,8 згідно зі СНiП 2.02.01.

5 Модуль загальної деформації водонасичених лесових грунтів повинен визнача­тися на основі їх безпосередніх випробувань статичними навантаженнями у шурфах, дудках чи котлованах з допомогою плоских горизонтальних штампів площею 2500-5000 см² , а також у свердловині або масиві з допомогою гвинтової лопаті-штампу площею 600 см².

Модулі деформації можуть визначатися у польових умовах з допомогою пресіометрів у свердловинах і плоских вертикальних штампів (лопатевих пресіометрів) у свердловинах чи масиві, а також статичного зондування з наступним коригуванням одержаних дослідних даних. Коригування цих даних має виконуватися шляхом їх співставлення з результатами еталонних випробувань того самого грунту, які паралельно проводяться з допомогою плоских горизонтальних штампів, а при складності прове­дення останніх (великі глибини, високий рівень підземних вод тощо) - з результатами випробувань гвинтовою лопаттю-штампом.