4. Характеристики механічних властивостей грунтів що застосовуються для оцінки фільтраційних властивостей грунту.

Водопроникність чи фільтраційна здатність грунту. Під водопроникністю розуміють здатність грунту поглинати та пропускати воду, яка надходить з поверхні. Цей процес перебігає в дві фази: перша фаза всмоктування, коли вільні пори послідовно заповнюються водою і її всмоктування триває до повного насичення грунту; друга – фільтрації, коли за умов повного насичення грунту водою вона починає рухатися в порах під дією сили тяжіння. Якість водопроникності тим ліпша, що вона однорідніша та постійна в часі.

Шари грунту, в яких формуються грунтові води дістали назву зон Гофмана. Вода спочатку фільтрується через поверхневий шар грунту – зону випаровування. Товщина його в середніх широтах Європейського континенту не перебільшує 1 м. Зона випаровування містить велику кількість органічних (гумінових) речовин. Саме тут розташована коренева система рослин, які всмоктують воду та зменшують її випаровування з грунту. Але де-які рослини (сонячних, індійський рис та ін.) випаровують надзвичайно велику кількість води, почерпнуту ними з грунту. Такі рослини зневоднюють грунт, тому їх спеціально вирощують у болотистих місцевостях. Вода, яка пройшла через зону випаровування, потрапляє в розташований нижче шар грунту – зону фільтрації. Зазвичай це досить потужний шар, в якому залежно від вологоємності грунту може затриматись значна частина води 150-350 л в кожному кубічному метрі. Після насичення всіх пор зони фільтрації та перевищення поглинальної здатності грунту надлишок води почне фільтруватись в розташованих нижче шарах, доки не зустріне водонепроникний шар (жирних глин, гранітів, вапняків, щільного піщанику), який практично не пропускає воду. На цьому шарі вода затримується, збирається та утворює зону грунтових вод, так званий водоносний шар (горизонт). Із цього шару певна кількість води піднімається вгору завдяки капілярності. Утворюється зона капілярного підняття грунтових вод, товщина якої залежить від розміру пор цього грунту.

5. Методи визначення механічних властивостей грунту.

6. Нормативні та розрахункові значення характеристики грунтів.

7.3.1 Основними параметрами властивостей ґрунтів, що визначають несучу здатність основ і їх деформації, є характеристики:

-міцності - кут внутрішнього тертя ф, питоме зчеплення с, межа міцності на одновісний стиск скельного ґрунту Rc;

-деформативності - модуль деформації Е, модуль пружності Еn, коефіцієнт поперечної деформації ν;

-фізичні - щільність ρ, щільність часток грунту ρs, коефіцієнт пористості е, питома вагаγ,

вологість W, показник текучості IL ; крупність фракцій, однорідність складу.

Допускається застосування інших параметрів, що характеризують взаємодію фундаментів із ґрунтами основи, які встановлюють випробуваннями, у т.ч. за спеціальними методиками, якщо визначення необхідних параметрів не передбачені відповідними стандартами згідно з додатком А.

7.3.2 Характеристики грунтів основи природного складу (стану), а також штучного походження повинні визначатись, як правило, випробуваннями у польових і лабораторних умовах згідно з ДБН А.2.1-1. Випробування проводять у діапазоні діючих напружень, що складаються з напружень від проектних навантажень від фундаментів і природних напружень на відповідній глибині деформованої зони або збільшеної зони до глибини підошви слабких чи структурно нестійких нашарувань грунтів, з урахуванням можливої зміни вологості грунтів у процесі будівництва та експлуатації об'єктів.

7.3.3 Для забезпечення надійності розрахунків осідань фундаментів модуль деформації грунтів основи Е слід визначати:

- для фундаментів споруд класу СС3 - за результатами польових випробувань грунтів (ДСТУ Б В.2.1-7) з урахуванням 7.3.2 або лабораторними випробуваннями зразків грунту непорушеної структури, що відібрані з кожного нашарування літологічної структури основи;

- для фундаментів споруд класу СС2 - за результатами зондування або лабораторних випробувань;

Значення Е визначені для фундаментів споруд: класу СС3 за даними лабораторних та пресіо-метричних випробувань, методом статичного, а пісків (крім пилуватих водонасичених) - динамічного зондування (ДСТУ Б В.2.1-9), класу СС2 - визначені лабораторними методами та зондуванням в обґрунтованих випадках повинні уточнюватись на основі зіставлення з результатами паралельно проведених польових випробувань тих же грунтів штампами;

- для споруд класу СС1 та попередніх розрахунків фундаментів малозаглиблених та мілкого закладання допускається визначення Е за результатами зондування і таблицями додатка В.

7.3.4 Нормативні і розрахункові значення характеристик ґрунтів установлюють на основі статистичної обробки результатів випробувань згідно з ДСТУ Б.В.2.1-5 (додаток А)

Нормативні і розрахункові значення параметрів деформацій земної поверхні встановлюють згідно з підрозділами 9.1, 10.1, 10.3.

7.3.5 Усі розрахунки повинні виконуватись із використанням розрахункових значень характеристик ґрунтів основ Х, що визначають за формулою

X = Xn/γg, (7.1)

де Xn – нормативне значення характеристики;

γg – коефіцієнт надійності по ґрунту.

Коефіцієнт надійності по ґрунту γg при обчисленні розрахункових значень характеристик ґрунтів X слід визначати згідно з додатком В (В.6-В.7).

При цьому вимоги В.6, В.7 слід вважати обов'язковими.

7.4 Підземні води

7.4.1 При проектуванні основ, фундаментів і підземних споруд необхідно враховувати гідрогеологічні умови території, можливість їх зміни в процесі будівництва й експлуатації з урахуванням технологічних особливостей об'єктів:

-наявність чи можливість утворення першого непостійного горизонту підземних вод - верховодки;

-природні (сезонні і багаторічні) коливання рівня підземних вод;

-можливі техногенні зміни рівня і режиму підземних вод;

-ступінь агресивності підземних вод до матеріалів підземних конструкцій і корозійну активність ґрунтів.

7.4.2 Прогноз змін гідрогеологічних умов повинен виконуватись на стадії інженерних вишукувань для об'єктів класів СС3 і СС2 з використанням математичного моделювання геофільтрації та урахуванням можливих природних сезонних коливань рівня, ступеня потенційного підтоплення території та інших факторів, які впливають на формування багаторічного режиму підземних вод.

7.4.3 Оцінку можливих природних сезонних і багаторічних коливань рівня підземних вод виконують за результатами багаторічних режимних спостережень по державній стаціонарній мережі з використанням даних короткострокових спостережень, у тому числі одноразових вимірів рівня підземних вод, що виконують при інженерних вишукуваннях на території будівництва.

7.4.4 Ступінь потенційного підтоплення території і його змін у часі повинен оцінюватись з урахуванням:

- рельєфу місцевості;

-кліматичних, інженерно-геологічних і гідрогеологічних умов майданчика будівництва і прилеглих територій;

-технологічних особливостей об'єктів, що проектуються й експлуатуються (з даними щодо витрат води);

-наявності і розташування на території забудови водонесучих інженерних мереж і водомістких об'єктів;

-витрат води комунальними службами і підприємствами.

7.4.5 При проектуванні основ, фундаментів, підземних конструкцій та споруд нижче п'єзометричного рівня напірних підземних вод необхідно враховувати тиск підземних вод і передбачати заходи захисту згідно з розділом 16.