5.2 Нагрузки и воздействия, учитываемые в расчетах оснований
5.2.1 Нагрузки и воздействия на основания, передаваемые фундаментами сооружений, должны устанавливаться расчетом, как правило, исходя из рассмотрения совместной работы сооружения и основания.
Учитываемые при этом нагрузки и воздействия на основание, сооружение или отдельные конструктивные элементы, коэффициенты надежности по нагрузке, а также возможные сочетания нагрузок должны приниматься согласно требованиям СП 20.13330, за исключением оговоренных в настоящем СП.
Нагрузки на основание допускается определять без учета их перераспределения надфундаментной конструкцией при расчете:
а) оснований сооружений III уровня ответственности;
б) общей устойчивости массива грунта основания совместно с сооружением;
в) средних значений осадок основания фундаментов;
г) деформаций основания при привязке типового проекта к местным грунтовым условиям.
5.2.2 Все расчеты оснований должны производиться на расчетные значения нагрузок, которые определяют как произведение нормативных нагрузок на коэффициент надежности по нагрузке gf, устанавливаемый в зависимости от группы предельного состояния.
Коэффициент надежности по нагрузке gf принимают при расчете оснований:
по первой группе предельных состояний (по несущей способности) - по СП 20.13330, за исключением оговоренных в настоящем СП;
по второй группе предельных состояний (по деформациям) - равным единице.
5.2.3 Расчет оснований по деформациям должен производиться на основное сочетание нагрузок; по несущей способности - на основное сочетание, а при наличии особых нагрузок и воздействий - на основное и особое сочетания.
При этом нагрузки на перекрытия и снеговые нагрузки, которые согласно СП 20.13330 могут относиться как к длительным, так и к кратковременным, при расчете оснований по несущей способности считают кратковременными, а при расчете по деформациям - длительными. Нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования в обоих случаях считают кратковременными.
5.2.4 В расчетах оснований необходимо учитывать нагрузки от складируемого материала и оборудования, размещаемых вблизи фундаментов.
5.2.5 Усилия в конструкциях, вызываемые климатическими температурными воздействиями, при расчете оснований по деформациям допускается не учитывать, если расстояние между температурно-осадочными швами не превышает значений, указанных в строительных нормах и правилах по проектированию соответствующих конструкций.
5.2.6 Нагрузки, воздействия, их сочетания и коэффициенты надежности по нагрузке при расчете опор мостов и труб под насыпями должны приниматься в соответствии с требованиями СП 35.13330.
5.3 Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов
5.3.1 Основными параметрами механических свойств грунтов, определяющими несущую способность оснований и их деформации, являются прочностные и деформационные характеристики грунтов (угол внутреннего трения j, удельное сцепление с, предел прочности на одноосное сжатие скальных грунтов Rс, модуль деформации Е и коэффициент поперечной деформации v грунтов). Допускается применять другие параметры, характеризующие взаимодействие фундаментов с грунтом основания и установленные опытным путем (удельные силы пучения при промерзании, коэффициенты жесткости основания и пр.).
Примечание - Далее, за исключением специально оговоренных случаев, пол термином «характеристики грунтов» понимают не только механические, но и физические характеристики грунтов, а также упомянутые в настоящем пункте параметры.
5.3.2 Характеристики грунтов природного сложения, а также искусственного происхождения должны определяться для сооружений I и II уровней ответственности на основе их непосредственных испытаний в полевых и лабораторных условиях с учетом возможного изменения влажности грунтов в процессе строительства и эксплуатации сооружений, так как для не полностью водонасыщенных (Sr < 0,8) глинистых грунтов и пылеватых песков, а также специфических грунтов возможно снижение их прочностных и деформационных характеристик вследствие повышения влажности. Для определения прочностных характеристик j и с грунтов, для которых прогнозируется повышение влажности, образцы грунтов предварительно насыщают водой до значений влажности, соответствующих прогнозу. При определении модуля деформации в полевых условиях допускается проводить испытания грунта при природной влажности с последующей корректировкой полученного значения модуля деформации на основе компрессионных испытаний. В отчетных материалах следует приводить совместный анализ результатов выполненных полевых и лабораторных исследований.
5.3.3 Наиболее достоверными методами определения деформационных характеристик дисперсных грунтов являются полевые испытания статическими нагрузками в шурфах, дудках или котлованах с помощью плоских горизонтальных штампов площадью 2500-5000 см2, а также в скважинах или в массиве с помощью плоского штампа или винтовой лопасти-штампа площадью 600 см2 (ГОСТ 20276).
5.3.4 Модули деформации Е песчаных и глинистых грунтов, не обладающих выраженной анизотропией их свойств в горизонтальном и вертикальном направлениях, могут быть определены по испытаниям прессиометрами в скважинах или массиве (ГОСТ 20276).
5.3.5 Модули деформации Е песков и глинистых грунтов могут быть определены методом статического зондирования, а песков (кроме пылеватых водонасыщенных) - методом динамического зондирования (ГОСТ 19912), используя таблицы, приведенные в СП 11-105 (ч. I) [3], или региональные таблицы, приведенные в территориальных строительных нормах.
Для сооружений I и II уровней ответственности значения модуля деформации Е по данным зондирования должны уточняться на основе их сопоставления с результатами параллельно проводимых испытаний того же грунта штампами, прессиометрами (см. 5.3.3, 5.3.4), а также в приборах трехосного сжатия (ГОСТ 12248). Для зданий и сооружений III уровня ответственности допускается определять значения Е только по результатам зондирования, использую таблицы, приведенные в СП 11-105 (ч. I) [3], а при наличии статистически обоснованных региональных данных, приведенных в территориальных строительных нормах, и для сооружений II уровня ответственности.
5.3.6 В лабораторных условиях модули деформации глинистых грунтов могут быть определены в компрессионных приборах и приборах трехосного сжатия (ГОСТ 12248).
Для сооружений I и II уровней ответственности значения Е по лабораторным данным должны уточняться на основе их сопоставления с результатами параллельно проводимых испытаний того же грунта штампами, прессиометрами (см. 5.3.3, 5.3.4), а также в приборах трехосного сжатия. Для сооружений III уровня ответственности допускается определять значения Е только по результатам компрессионных испытаний, корректируя их с помощью повышающих коэффициентов тk, приведенных в таблице 5.1. Эти коэффициенты распространяются на четвертичные глинистые грунты с показателем текучести 0 < IL £ 1, при этом значения модуля деформации по компрессионным испытаниям следует вычислять в интервале давлений 0,1-0,2 МПа, а значение коэффициента b, учитывающего отсутствие поперечных деформаций грунтов, принимать в соответствии с рекомендациями ГОСТ 12248.
Примечание - При наличии статистически обоснованных региональных данных, прицеленных в региональных строительных нормах, значения тk могут применяться для сооружений II уровня ответственности.
Таблица 5.1
Вид грунта
|
Значения коэффициента тk при коэффициенте пористости е, равном
|
0,45 - 0,55
|
0,65
|
0,75
|
0,85
|
0,95
|
1,05
|
Супеси
|
4
|
3.5
|
3
|
2
|
-
|
-
|
Суглинки
|
5
|
4,5
|
4
|
3
|
2,5
|
2
|
Глины
|
-
|
6
|
6
|
5,5
|
5
|
4,5
|
Примечание - Для промежуточных значений е коэффициент тk определяют интерполяцией.
|
5.3.7 Вертикальные нагрузки при испытании грунтов штампами, прессиометрами и в компрессионных приборах необходимо назначать с учетом давления, передаваемого на основание сооружением, и глубины отбора образцов грунта для лабораторных испытаний.
При строительстве зданий и сооружений I уровня ответственности при проведении испытаний необходимо предусматривать разгрузку и повторное нагружение грунта и вычислять модуль деформации по первичной Е и вторичной Ее ветвям нагружения.
5.3.8 Прочностные характеристики дисперсных грунтов j и с могут быть получены путем испытаний грунтов лабораторными методами на срез или трехосное сжатие (ГОСТ 12248).
В полевых условиях значения (рис могут быть получены испытаниями на срез целиков грунта в шурфах или котлованах (ГОСТ 20276).
5.3.9 Для учета возможности возникновения нестабилизированного состояния медленно уплотняющихся водонасыщенных глинистых, органоминеральных и органических грунтов необходимо определять недренированную прочность основания си по результатам неконсолидированно-недренированных трехосных испытаний (ГОСТ 12248).
В полевых условиях си может быть определено методом вращательного среза (крыльчатка) в скважинах или в массиве (ГОСТ 20276).
5.3.10 Значения j и с песков и глинистых грунтов для сооружений II и III уровней ответственности могут быть определены полевыми методами поступательного и кольцевого среза в скважинах (ГОСТ 20276). При этом для сооружений II уровня ответственности полученные значения j и с должны уточняться на основе их сопоставления с результатами параллельно проводимых испытаний того же грунта методами, указанными в 5.3.8.
Примечание - При наличии статистически обоснованных региональных данных, прицеленных и территориальных строительных нормах, значения j и с могут назначаться по данным зондирования для сооружений II уровня ответственности.
5.3.11 Значения j и с песков и глинистых грунтов могут быть определены методом статического зондирования, а песков (кроме пылеватых водонасыщенных) - методом динамического зондирования (ГОСТ 19912), используя таблицы, указанные в 5.3.5.
Для сооружений I и II уровней ответственности полученные зондированием значения j и с должны уточняться на основе их сопоставления с результатами параллельно проводимых испытаний того же грунта методами, указанными в 5.3.8.
5.3.12 Указанные в 5.3.5-5.3.6 методы определения модуля деформации и в 5.3.10-5.3.11 методы определения прочностных характеристик допускается при соответствующем обосновании применять без параллельного проведения испытаний методами, указанными в 5.3.3-5.3.4 и 5.3.8, для сооружений II уровня ответственности, приведенных в таблице 5.11.
5.3.13 Предел прочности на одноосное сжатие скальных грунтов определяют в соответствии с ГОСТ 12248.
5.3.14 Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов устанавливают на основе статистической обработки результатов испытаний по методике, изложенной в ГОСТ 20522.
5.3.15 Все расчеты оснований должны выполняться с использованием расчетных значений характеристик грунтов X, определяемых по формуле
X = Xn/gg, (5.1)
где Xn - нормативное значение данной характеристики;
gg - коэффициент надежности по грунту.
Коэффициент надежности по грунту при вычислении расчетных значений прочностных характеристик j, с и сu дисперсных грунтов и Rc скальных грунтов, а также плотности грунта r устанавливают в зависимости от изменчивости этих характеристик, числа определений и значения доверительной вероятности а (ГОСТ 20522).
Для прочих характеристик грунта допускается принимать gg равным 1.
Примечание - Расчетное значение удельного веса грунта g определяют умножением расчетного значения плотности грунта r на ускорение свободного падения g.
5.3.16 Доверительную вероятность расчетных значений характеристик грунтов а принимают равной при расчетах оснований по первой группе предельных состояний 0,95, по второй группе - 0,85.
При соответствующем обосновании для сооружений I уровня ответственности допускается принимать большую доверительную вероятность расчетных значений характеристик грунтов, чем указано выше.
Примечания
1 Расчетные значения характеристик грунтов, соответствующие различным значениям доверительной вероятности (для расчетов по первой и второй группам предельных состояний), должны приводиться в отчетах по инженерно-геологическим изысканиям.
2 Расчетные значения характеристик грунтов j, с, си и r для расчетов по несущей способности обозначают, jI, сI, сиI и rI, а по деформациям - jII, сII, сиII и rII.
5.3.17 Число определений характеристик грунтов, необходимое для вычисления их нормативных и расчетных значений, должно устанавливаться в зависимости от степени неоднородности грунтов основания, требуемой точности вычисления характеристики и уровня ответственности сооружения и указываться в программе исследований. Следует учитывать, что увеличение числа определений характеристик грунтов приводит к повышению их расчетных значений и, следовательно, к более экономичным проектным решениям.
Число одноименных частных определений для каждого выделенного на площадке инженерно-геологического или расчетного грунтового элемента (ГОСТ 20522) должно быть не менее десяти для физических характеристик и не менее шести - для механических характеристик. При определении модуля деформации по результатам испытаний грунтов в полевых условиях штампом допускается ограничиваться результатами трех испытаний (или двух, если они отклоняются от среднего не более чем на 25 %).
5.3.18 Для предварительных расчетов оснований сооружений I и II уровней ответственности, а также для окончательных расчетов оснований сооружений III уровня ответственности и опор воздушных линий электропередачи независимо от их уровня ответственности допускается определять нормативные и расчетные значения прочностных и деформационных характеристик грунтов по таблицам приложения Б в зависимости от их физических характеристик. При соответствующем обосновании допускается использовать данные таблиц приложения Б для окончательных расчетов сооружений II уровня ответственности, приведенных в таблице 5.11.
Примечания
1 Нормативные значения угла внутреннего трения jn, удельного сцепления сn и модуля деформации Е допускается принимать по таблицам приложения Б. Расчетные значения характеристик в этом случае принимают при следующих значениях коэффициента надежности по грунту:
в расчетах оснований по деформациям......................................................... gg = 1;
в расчетах оснований по несущей способности:
для удельного сцепления.......................................................................... gg(с) = 1.5;
для угла внутреннего трения песчаных грунтов.................................... gg(j) = 1.1;
то же, глинистых грунтов....................................................................... gg(j) = 1.15.
2 Для отдельных районов допускается вместо таблиц приложения Б пользоваться региональными таблицами характеристик грунтов, специфических для этих районов, приведенными в территориальных строительных нормах,
|
