Основания
Понятие об основаниях
Основание — массив грунта, расположенный под фундаментом, который воспринимает нагрузку от здания. Действующие нагрузки деформируют основания, вызывая оседание здания.
Основания бывают двух видов: естественные и искусственные.
Естественное основание — грунт, который залегает под фундаментом, способный в своем естественном состоянии выдержать нагрузку от возведенного здания.
Искусственное основание — искусственно уплотненный или укрепленный грунт, который в естественном состоянии, на глубине заложения фундамента, не обладает достаточной несущей способностью.
Требования к основаниям
Грунты, которые составляют основания, должны отвечать следующим требованиям:
Основания должны обеспечивать пространственную твердость и стойкость здания, поэтому нормами предусмотрены допустимые величины оседания здания (80-150 мм в зависимости от вида здания).
Виды деформации основания
Оседание грунта может происходить при недостаточной мощности слоя, принятого в основании, если под ним располагается грунт, имеющий меньшую прочность (более слабый грунт).
Сдвиги грунта могут происходить при наклонном расположении слоев грунта, на местности с крутым рельефом.
3 Термины и определения
В настоящем своде правил применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 армированный грунт: Композитный материал, состоящий из насыпного грунта и армирующих его более прочных элементов.
3.2 армированный массив грунта: Естественный грунтовый массив, усиленный армирующими элементами.
3.4 верификация: Проверка, подтверждение правильности каких-либо положений, расчетных алгоритмов, программ и процедур путем их сопоставления с опытными (эталонными или эмпирическими) данными, алгоритмами и результатами.
3.5 водоупор (водоупорный слой грунта): Слабопроницаемый слой грунта, фильтрацией воды через который можно пренебречь.
3.6 выравнивание сооружения: Подъем (с помощью домкратов или других приспособлений) или опускание (путем выбуривания грунта и т.п.) сооружения или отдельных его частей при неравномерных деформациях, превышающих предельные.
3.7 высотные здания: Здания высотой более 75 м.
Примечание — Архитектурная высота здания определяется согласно СП 118.13330.
3.8 геотехническая категория: Категория сложности объекта строительства с точки зрения проектирования оснований и фундаментов, определяемая в зависимости от уровня ответственности и сложности инженерно-геологических условий площадки строительства.
3.11 гидрогеологический прогноз: Комплекс работ расчетного характера, целью которых является качественная и количественная оценка изменений гидрогеологических условий, вызванных строительством.
3.14 грунтоцементный элемент: Объем грунта, закрепленного цементным вяжущим по струйной или буросмесительной технологии с приданием ему повышенной прочности и пониженной водопроницаемости.
3.15 защитные мероприятия: Комплекс организационно-технических мероприятий по защите окружающей застройки от сверхнормативных деформаций и прочих недопустимых воздействий, оказываемых негативным влиянием строительства или реконструкции.
3.16 зона влияния нового строительства или реконструкции: Расстояние, за пределами которого негативное воздействие на окружающую застройку пренебрежимо мало.
3.18 компенсационные мероприятия: Мероприятия, направленные на сохранение или восстановление напряженно-деформированного состояния оснований реконструируемых сооружений или сооружений окружающей застройки и гидрогеологического режима.
3.18а коэффициент переуплотнения грунта; OCR: Отношение вертикального эффективного напряжения от собственного веса грунта к напряжению предварительного уплотнения (предуплотнения).
(Введен дополнительно, Изм. N 1).
3.19 малозаглубленный фундамент: Фундамент с глубиной заложения подошвы выше расчетной глубины сезонного промерзания грунта.
3.20 малоэтажные здания: Жилые и общественные здания высотой, не превышающей три этажа.
3.21 наблюдательный метод: Метод проектирования, изначально предполагающий возможность корректировать проект на основании результатов геотехнического мониторинга.
3.21а напряжение предварительного уплотнения: Условное максимальное вертикальное эффективное напряжение, которое испытывал грунт за время своего существования.
(Введен дополнительно, Изм. N 1).
3.23 окружающая застройка: Существующие здания и сооружения, инженерные и транспортные коммуникации, расположенные вблизи объектов нового строительства или реконструкции.
3.23б обобщенный нагрузочный эффект: Нагрузка на основание от сооружения.
(Введен дополнительно, Изм. N 2).
3.24 осадки: Вертикальные составляющие деформаций основания, происходящие в результате внешних воздействий и в отдельных случаях от собственного веса грунта, не сопровождающееся изменением его структуры.
3.25 оседания: Деформации земной поверхности, вызываемые подработкой, изменением гидрогеологических условий, карстово-суффозионными процессами и т.п.
3.26 основание сооружения: Массив грунта, взаимодействующий с сооружением.
3.28 подземное сооружение или подземная часть сооружения: Сооружение или часть сооружения, расположенные ниже уровня поверхности земли (планировки).
3.30 поровое давление: Напряжения в основании, передающиеся через поровую жидкость.
3.31 провалы: Деформации земной поверхности с нарушением сплошности грунтов, образующиеся вследствие обрушения толщи грунтов над карстовыми полостями, горными выработками или зонами суффозионного выноса грунта.
3.33 проектная ситуация: Учитываемый при проектировании и расчете сооружения комплекс наиболее неблагоприятных условий, которые могут возникнуть при его возведении и эксплуатации.
3.33а проектные параметры: Параметры, отражающие состояние системы «основание — сооружение», задаваемые в проекте и контролируемые при строительстве и эксплуатации.
(Введен дополнительно, Изм. N 2).
3.34 проектный сценарий: Учитываемый при проектировании и расчете сооружения комплекс наиболее неблагоприятных последовательностей изменения взаимосвязанных проектных ситуаций, которые могут возникнуть при его возведении и эксплуатации.
3.35 прочность грунтоцемента: Сопротивление одноосному сжатию статической нагрузкой до физического разрушения.
3.36 силы отрицательного (негативного) трения: Силы, возникающие на боковой поверхности фундаментов и подземных частей сооружений, при перемещении грунтов вниз относительно них.
3.37 сопоставимый геотехнический опыт: Ранее полученная документированная либо иная четко установленная информация, включающая свойства грунтов, конструкций, нагрузок и технологий строительства, аналогичные используемым в проекте.
3.39 срок эксплуатации сооружения: Проектный срок эксплуатации сооружения, принимаемый в соответствии с ГОСТ 27751.
3.41 трансверсально-изотропная среда: Среда, свойства которой одинаковы в определенной плоскости и отличны в нормальном к этой плоскости направлении.
3.42 уникальные сооружения: Сооружения, определяемые в соответствии с [1].
3.43 фундамент сооружения: Часть сооружения, которая служит для передачи нагрузки от сооружения на основание.
3.44 элемент закрепленного грунта: Объем грунта, закрепленного каким-либо технологическим способом, характеризуемый геометрическими параметрами и физико-механическими свойствами, назначенными при проектировании и подтвержденными опытными работами.
3.45 эффективные напряжения: Напряжения в основании, передающиеся через скелет грунта.
5 Проектирование оснований
5.1 Общие указания
5.1.8 Основания следует проверять по деформациям во всех случаях, за исключением указанных в 5.6.52 для сооружений геотехнических категорий 1 и 2.
5.1.9 Проверку оснований по несущей способности следует проводить в случаях, если:
а) на основание передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций, углубление подвалов реконструируемых сооружений и т.п.), в том числе сейсмические;
б) сооружение расположено на откосе или вблизи откоса;
в) сооружение расположено вблизи котлована или подземной выработки;
г) основание сложено дисперсными грунтами, указанными в 5.7.5;
д) основание сложено скальными грунтами;
е) сооружение относится к геотехнической категории 3;
5.1.11а При выполнении расчетов фундаментов допускается применение методики коэффициентов жесткости с одним (вертикальным) коэффициентом постели. Применение других контактных моделей допускается при обосновании их работоспособности в данных условиях.
Примечание — Применение моделей с увеличивающимся модулем деформации по глубине должно быть обосновано результатами инженерно-геологических изысканий.
(Введен дополнительно, Изм. N 1).
5.1.13б При проведении геотехнических расчетов по второму предельному состоянию допустимо применение моделей механического поведения грунта с двойным упрочнением.
(Введен дополнительно, Изм. N 3).
5.2 Нагрузки и воздействия, учитываемые в расчетах оснований
а) оснований сооружений геотехнической категории 1;
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.
5.2.6 В расчетах оснований необходимо учитывать нагрузки от складируемого материала и оборудования, размещаемых вблизи фундаментов или конструкций подземных сооружений.
5.2.8 Нагрузки, воздействия, их сочетания и коэффициенты надежности по нагрузке при расчете опор мостов и труб под насыпями следует принимать в соответствии с требованиями СП 35.13330.
5.3 Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов
5.3.2 В расчетах следует использовать расчетные значения характеристик грунтов и скальных массивов, полученные в полевых или лабораторных условиях методом, наиболее соответствующим используемой расчетной модели.
Значения коэффициента при коэффициенте пористости е, равном
Виды грунтовых оснований под фундаменты
Грунтовые основания бывают естественными и искусственными.
Грунты, находящиеся в условиях природного залегания, называют естественным основанием, а предварительно укрепленные различными способами (силикатизации, цементации, смолизации, битуминизации и др.) слабые грунты — искусственным основанием.
Крупнообломочные грунты содержат более 50% по весу кристаллических или осадочных пород крупностью частиц более 2 мм. В структуре этого вида грунтов щебень, галька, гравий, дресва находятся в связном состоянии.
Крупнообломочные грунты мало-сжимаемы, дают небольшие и, как правило, равномерные осадки и не пучинисты. По своим природным качествам они служат хорошим основанием.
Фундаменты под небольшие домики обычно делают из кирпича, бутового камня (известняк, песчаники и т. п.), бетона на кирпичном или каменном щебне, цементно-грунтовых смесей и блоков из них.
Насыпные грунты состоят из разнообразных пород, а часто и из бытовых отходов. Они не однородны по составу и структуре, обладают большими и неравномерными осадками, вследствие чего пригодность их в качестве оснований ограничена.
В случаях, когда данные исследований грунтов выявят недостаточную их пригодность для оснований в естественном состоянии, производят их уплотнение, цементацию, силикатизацию, битуминизацию и т. п.
Уплотнение бывает поверхностное и глубинное. При поверхностном грунты трамбуют механическими трамбовками, катками или поверхностными вибраторами. Глубинное уплотнение грунтов производят при помощи глубинных вибраторов или грунтовых свай.
Процесс цементации заключается в нагнетании по трубам в грунт жидкого цементного раствора, который после твердения образует камневидный массив (тип бетона). Цементация эффективна для уплотнения крупных и средних песков.
Грунт, который служит основанием для фундамента дома, должен иметь достаточную несущую способность, малую и равномерную сжимаемость, трудно размываться, не подвергаться выветриванию, обладать достаточной мощностью.
Разбивку котлованов перед рытьем производят по отвесу с натянутых проволок, отмечая границы котлованов колышками.
Решающее значение имеет глубина промерзания грунтов, так как некоторые из них, способные удерживать в порах воду, при промерзании вспучиваются, т. е. увеличиваются в объеме, что ведет к повреждению основания и фундаментов зданий.
При разбивке траншей устанавливают поперечные обноски, на которых закрепляют ось траншеи и указывают отметки дна траншеи.
На этом этапе строительства вас могут подстерегать неприятные неожиданности и возникать связанные с ними проблемы, которые придется решать в рабочем порядке. Это могут быть выход грунтовых вод, пустоты, валуны, подземные коммуникации.
Величину угла естественного откоса необходимо знать при устройстве крутизны откосов выемок и насыпей. Для различных грунтов в зависимости от глубины выемки допускается следующая крутизна откосов (отношение высоты откоса к его заложению).
