Если ??=l/b<1, в формулах (17) следует принимать ??=l.
Угол наклона к вертикали ?? равнодействующей внешней нагрузки на основание определяется из условия
tg?? = Fh/Fv3 (18)
где, Fh и Fv - соответственно горизонтальная и вертикальная составляющие внешней нагрузки на основание F в уровне подошвы фундамента,
Расчет по формуле (16) допускается выполнять, если соблюдается условие
tg?? < sin ??1. (19)
П р и м е ч а н и я; 1. При использовании формулы (16) в случае неодинаковой пригрузки с разных сторон фундамента в составе горизонтальных нагрузок следует учитывать активное давление грунта.
2. Если условие (19) не выполняется, следует производить расчет фундамента на сдвиг по подошве (п. 2.63).
2.63. Расчет фундамента на сдвиг по подошве производится исходя из условия
??Fs,a ?? (??c??Fs,r)/??n, (20)
где
??Fs,a и ??Fs,r - cуммы проекций на плоскость скольжения соответственно расчетных сдвигающих и удерживающих сил,
определяемых с учетом активного и пассивного давлений грунта на боковые грани фундамента;
??c и ??n, - обозначения те же, что в формуле (11).
2.64. Расчет оснований по несущей способности допускается выполнять графоаналитическими методами (круглоцилиндрических или ломаных поверхностей скольжения), если:
а) основание неоднородно по глубине;
б) пригрузка основания с разных сторон фундамента неодинакова, причем интенсивность большей из них превышает 0,5R (R- расчетное сопротивление грунта основания, определяемое в соответствии с пп. 2.41-2.48);
в) сооружение расположено на откосе или вблизи откоса;
г) возможно возникновение нестабилизированного состояния грунтов основания, за исключением случаев, указанных в п. 2.65.
2.65. Предельное сопротивление основания (однородного ниже подошвы фундамента до глубины не менее 0,75b), сложенного медленно уплотняющимися водонасыщенными грунтами (п.2.61), допускается определять следующим образом.
Вертикальную составляющую силы предельного сопротивления основания ленточного фундамента nu , kH/м (тс/м) - по формуле
nu = b?? ??q+(1+?? - ?? + cos?? )cI ?? (21)
где
b?? - обозначение то же, что в формуле (12), м;
q - пригрузка с той стороны фундамента, в направлении которой действует горизонтальная составляющая
нагрузки, кПа (тс/м2);
cI - обозначение то же, что в формуле (14), кПа (тс/м2);
??= 3,14;
??- угол, рад, определяемый по формуле
??= arcsin ( fh / b?? cI), (22)
здесь
fh - горизонтальная составляющая расчетной нагрузки на 1 м длины фундамента, определяемая с учетом активного давления грунта, кН/м (тс/м).
Формулу (21) допускается использовать, если выполняется условие
fh ?? b?? cI. (23)
Силу предельного сопротивления основания прямоугольного фундамента (l ?? 3b) при действии на него вертикальной нагрузки допускается определять по формуле (16), полагая ??I =0 и ??с =1+0,11 ??.
Во всех случаях, если на фундамент действуют горизонтальные нагрузки и основание сложено грунтами в нестабилизированном состоянии, следует производить расчет фундамента на сдвиг по подошве (п.2.63).
2.66. Устойчивость фундаментов на действие сил морозного пучения грунтов необходимо проверять, если основание сложено пучинистыми грунтами.
МЕРОПРИЯТИЯ ПО УМЕНЬШЕНИЮ
ДЕФОРМАЦИЙ ОСНОВАНИЙ И ВЛИЯНИЯ ИХ
НА СООРУЖЕНИЕ
2.67. Для выполнения требований расчета оснований по предельным состояниям, кроме возможности и целесообразности изменения размеров фундаментов в плане или глубины их заложения (включая прорезку грунтов с неудовлетворительными свойствами), введения дополнительных связей, ограничивающих перемещения фундаментов, применения других типов фундаментов, изменения нагрузок на основание и т.д., следует рассмотреть необходимость применения:
а) мероприятий по предохранению грунтов основания от ухудшения их свойств (п. 2.68);
б) мероприятий, направленных на преобразование строительных свойств грунтов (п. 2.69);
в) конструктивных мероприятий, уменьшающих чувствительность сооружений к деформациям основания(п. 2.70).
При проектировании следует также учитывать возможность регулирования усилий в конструкциях сооружения, возникающих при его взаимодействии с основанием(п. 2.71).
Выбор одного или комплекса мероприятий должен производиться с учетом требований пп. 1.1 и 2.1.
2.68. К мероприятиям, предохраняющим грунты основания от ухудшения их строительных свойств, относятся:
а) водозащитные мероприятия на площадках сложенных грунтами, чувствительными к изменению влажности (соответствующая компоновка генеральных планов, вертикальная планировка территории, обеспечивающая сток поверхностных вод, устройство дренажей, противофильтрационных завес и экранов, прокладка водопроводов в специальных каналах или размещение их на безопасных расстояниях от сооружений, контроль за возможными утечками воды и т.п.);
б) защиту грунтов основания от химически активных жидкостей, способных привести к просадкам, набуханию, активизации карстово-суффозионных явлений, повышению агрессивности подземных вод и т.п.;
в) ограничение источников внешних воздействий (например, вибраций);
г) предохранительные мероприятия, осуществляемые в процессе строительства сооружений (сохранение природной структуры и влажности грунтов, соблюдение технологии устройства оснований, фундаментов, подземных и надземных конструкций, не допускающей изменения принятой в проекте схемы и скорости передачи нагрузки на основание, в особенности при наличии в основании медленно консолидирующихся грунтов и т.п.).
2.69. Преобразование строительных свойств грунтов основания (устройство искусственных оснований) достигается:
а) уплотнением грунтов (трамбованием тяжелыми трамбовками, устройством грунтовых свай, вытрамбовыванием котлованов под фундаменты, предварительным замачиванием грунтов, использованием энергии взрыва, глубинным гидровиброуплотнением, вибрационными машинами, катками и т.п.);
б) полной или частичной заменой в основании (в плане и по глубине) грунтов с неудовлетворительными свойствами подушками из песка, гравия, щебня и т.п.;
в) устройством насыпей (отсыпкой или гидронамывом);
г) закрепление грунтов (химическим, электрохимическим, буросмесительным, термическим и другими способами);
д) введением в грунт специальных добавок (например, засолением грунта или пропиткой его нефтепродуктами для ликвидации пучинистых свойств);
е) армированием грунта (введением специальных пленок, сеток и т.п.).
2.70. Конструктивные мероприятия, уменьшающие чувствительность сооружений к деформациям основания, включают:
а) рациональную компоновку сооружения в плане и по высоте;
б) повышение прочности и пространственной жесткости сооружений, достигаемое усилением конструкций, в особенности конструкций фундаментно-подвальной части, в соответствии с результатами расчета сооружения во взаимодействии с основанием (введение дополнительных связей в каркасных конструкциях, устройство железобетонных или армокаменных поясов, разрезка сооружений на отсеки и т.п.);
в) увеличение податливости сооружений (если это позволяют технологические требования) за счет применения гибких или разрезных конструкций;
г) устройство приспособлений для выравнивания конструкций сооружения и рихтовки технологического оборудования.
П р и м е ч а н и е. Габариты приближения к строительным конструкциям подвижного технологического оборудования (мостовых кранов, лифтов и т.п.) должны обеспечивать их нормальную эксплуатацию с учетом возможных деформаций основания.
2.71. К мероприятиям, позволяющим уменьшить усилия в конструкциях сооружения при взаимодействии его с основанием, относятся:
размещение сооружения на площади застройки с учетом ее инженерно-геологического строения и возможных источников вредных влияний (линз слабых грунтов, старых горных выработок, карстовых полостей, внешних водоводов и т.п.);
применение соответствующих конструкций фундаментов (например, фундаментов с малой боковой поверхностью на подрабатываемых территориях и при наличии в основании пучинистых грунтов);
засыпка пазух и устройство подушек под фундаментами из материалов, обладающих малым сцеплением и трением, применение специальных антифрикционных покрытий, отрывка временных компенсационных траншей для уменьшения усилий от горизонтальных деформаций оснований (например, в районах горных выработок);
регулирование сроков замоноличивания стыков сборных и сборно-монолитных конструкций;
обоснованная скорость и последовательность возведения отдельных частей сооружения.
3. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ОСНОВАНИЙ СООРУЖЕНИЙ,
ВОЗВОДИМЫХ НА ПРОСАДОЧНЫХ
ГРУНТАХ
3.1. Основания, сложенные просадочными грунтами, должны проектироваться с учетом их особенности, заключающейся в том, что при повышении влажности выше определенного уровня они дают дополнительные деформации - просадки от внешней нагрузки и (или) собственного веса грунта.
3.2. При проектировании оснований, сложенных просадочными грунтами, следует учитывать возможность повышения их влажности за счет:
а) замачивание грунтов - сверху из внешних источников и (или) снизу при подъеме уровня подземных вод;
б) постепенного накопления влаги в грунте вследствие инфильтрации поверхностных вод и экранирования поверхности.
Расчетным состоянием просадочных грунтов по влажности является:
при возможности их замачивания - полное водонасыщение (S r ?? 0,8);
при невозможности их замачивания - установившееся значение влажности weq, принимаемое равным природной влажности w, если w ?? wp, и при влажности на границе раскатывания, если w < wp.
3.3 Просадочные грунты характеризуются:
относительной просадочностью ??sl - относительным сжатием грунтов при заданном давлении после их замачивания;
начальным просадочным давлением psl - минимальным давлением, при котором проявляются просадочные свойства грунтов при их полном водонасыщении;
начальной просадочной влажностью w sl - минимальной влажностью, при которой проявляются просадочные свойства грунтов.
Значения ?? sl и p sl определяются в соответствии с требованиями обязательного приложения 2.
3.4. При проектировании оснований, сложенных просадочными грунтами, должны учитываться:
а) просадки от внешней нагрузки ssl,p, происходящие в пределах верхней зоны просадки от подошвы фундамента до глубины, где суммарные вертикальные напряжения от внешней нагрузки и собственного веса грунта равны начальному просадочному давлению или сумма указанных напряжений минимальна;
б) просадки от собственного веса грунта ssl,g, проходящие в нижней зоне просадки, начиная с глубины, где суммарные вертикальные напряжения превышают начальное просадочное давление psl или сумма вертикальных напряжений от собственного веса грунта и внешней нагрузки минимальна, и до нижней границы просадочной толщи;
в) неравномерность просадки грунтов ??ssl;
г) горизонтальные перемещения основания usl в пределах криволинейной части просадочной воронки при просадке грунтов от собственного веса.
П р и м е ч а н и е. Просадки грунтов учитываются при относительной просадочности ??sl ?? 0,01 и определяются с соответствии с указаниями обязательного приложения 2.
3.5. При определении просадок грунтов и их неравномерности следует учитывать: инженерно-геологическое строение площадки; физико-механические характеристики грунтов основания и их неоднородность; размеры, глубину заложения и взаимное расположение фундаментов; нагрузки на фундаменты и прилегающие площади; конструктивные особенности сооружения, в частности наличие тоннелей, подвалов под частью сооружения и т.п.; характер планировки территории (наличие выемок и срезки или насыпей и подсыпок, которые оказывают влияние на напряженное состояние грунтов основания, а также на вид и размер просадок); возможные виды, размеры и места расположения источников замачивания грунтов (п. 3.2 а); дополнительные нагрузки на глубокие фундаменты, уплотненные и закрепленные массивы от сил негативного трения, возникающие при просадках грунтов от собственного веса.
Кроме того, необходимо учитывать, что при замачивании сверху больших площадей (ширина замачиваемой площади Bw равна или превышает размер просадочной толщи Нsl) и замачивании снизу за счет подъема уровня подземных вод полностью проявляется просадка от собственного веса s sl,g, а при замачивании сверху малых площадей (B w < H sl) проявляется лишь только часть ее S s'l,g (см. п. 17 обязательного приложения 2).
П р и м е ч а н и е. При определении неравномерности просадок грунтов следует учитывать возможные наиболее неблагоприятные виды и места расположения источников замачивания по отношению к рассчитываемому фундаменту или сооружению в целом.
3.6. Грунтовые условия площадок, сложенных просадочными грунтами, в зависимости от возможности проявления просадки грунтов от собственного веса подразделяются на два типа:
I тип - грунтовые условия, в которых возможна в основном просадка грунтов от внешней нагрузки, а просадка грунтов от собственного веса отсутствует или не превышает 5 см;
II тип - грунтовые условия, в которых помимо просадки грунтов от внешней нагрузки возможна их просадка от собственного веса и размер ее превышает 5 см.
3.7. Расчет оснований. сложенных просадочными грунтами, производится в соответствии с требованиями разд.2.
При этом деформации основания определяются суммированием осадок и просадок. Осадки основания определяются без учета просадочных свойств грунтов исходя из деформационных характеристик грунтов при установившейся влажности, а просадки - в соответствии с требованиями пп. 3.2-3.5.
3.8. При проектировании оснований, сложенных просадочными грунтами, в случае их возможного замачивания (п. 3.2а) должны предусматриваться мероприятия, исключающие ил снижающие до допустимых пределов просадки оснований и (или) уменьшающие их влияние на эксплуатационную пригодность сооружений в соответствии с указаниями пп. 3.12 и 3.13.
