1.2. Особые условия строительства

Особые условия строительства обуславливаются наличием грунтов, обладающих особыми свойствами и наличием геодинамических процессов: оползней, сейсмических явлений и т. д.

К грунтам с особыми свойствами относятся глинистые карбонатные просадочные (лессовые), органоминеральные и органические, набухающие, засоленные и другие.

Глинистые карбонатные просадочные (лессовые) грунты. Данные грунты обладают просадочными свойствами при увеличении их влажности (замачивании). При наличии таких грунтов необходимо произвести их характеристику. Указать наименование, состав, происхождение, возраст, геометрические параметры и форму просадочной толщи, изменчивость ее по площади и глубине, рассчитать нормативные значения физико-механических характеристик, установить, какие грунты подстилают просадочную толщу, возможность или невозможность их замачивания, а также дать рекомендации по предотвращению или полной ликвидации просадочных свойств грунтов.

К характеристикам просадочности, которые необходимо определить, относятся: относительная деформация просадочности (ε_sl), начальное просадочное давление (Р_sl), величина просадки от собственного веса грунтов (S_sl, q) и тип грунтовых условий по просадочности.

Значения относительной деформации просадочности (ε_sl) на различных глубинах и при разных значениях давления указаны в задании. На основе этих данных по интервалам глубин строятся графики изменения ε_sl при соответствующих давлениях для определения начального просадочного давления (Р_sl).

За начальное просадочное давление принимается давление на графике, при котором ε_sl = 0,01.

Определяется нормативное значение Р_sl.

Величина просадки от собственного веса грунтов S_sl, q определяется по формуле: _n

S_sl, _q = ∑ ε_{sl i} ∙ h _{sl i} ∙ к _{sl i} , где n – количество условно расчетных слоев, на

^{i =1}

которые разделяется просадочная толща; ε_{sl i} – относительная деформация просадочности грунтов в центре i – го слоя, соответствующая среднему напряжению в центре условно расчетного слоя; h _{sl i} – толщина условно расчетного слоя, принимаемая по величине не более 2 м; к _{sl i} - коэффициент, зависящий от толщины просадочной толщи (H_sl ). При H_sl ≤ 15 м, к _sl = 1,0;

при H_sl ≥ 20 м, к _sl = 1,25; при промежуточных значениях H_sl, коэффициент определяется по интерполяции. _n

Вертикальные напряжения σ _{zq, sat} = ∑ γ_{sat i} ∙ h_i,

^{i =1}

где n – число условно расчетных слоев, на которые разделена просадочная толща; γ_{sat i} и h_i – соответственно удельный вес и толщина грунта условно расчетного слоя в водонасыщенном состоянии.

Удельный вес грунта i – го слоя в водонасыщенном состоянии γ_sat вычисляется по формуле: γ_sat = γ_d (1 + W_sat) = γ_d [1 + S_r∙ (ρ_s – ρ_d)∙ρ_w / ρ_d ∙ ρ_s],

где γ_d – удельный вес сухого грунта; W_sat – влажность полного водонасыщения; S_r – коэффициент водонасыщения; ρ_s – плотность частиц грунта;

ρ_d – плотность сухого грунта; ρ_w – плотность воды.

Тип грунтовых условий по просадочности определяется по величине просадки от собственного веса грунтов S_sl,_q, графикам изменения с глубиной напряжений от собственного веса водонасыщенного грунта σ _{zq, sat} = f(z) и начального просадочного давления по глубине Р_sl = f(z), а при отсутствии результатов определения Р_sl – графикам изменения относительной деформации просадочности по глубине ε_sl = f(z) [8].

По полученным графикам и значениям S_sl к I типу грунтовых условий по просадочности относятся толщи грунтов, в которых выполняется одно из условий:

1. Начальное просадочное давление больше напряжений от собственного веса грунта Р_sl > σ _{zq, sat} в пределах слоя толщиной не более 2 м по глубине.

2. Относительная деформация просадочности ε_sl > 0,01в пределах слоя не более 1 м, а просадка от собственного веса грунта S_sl,_q меньше 5 см.

К II типу грунтовых условий относятся грунты, для которых выполняется одно из следующих требований:

1. . Начальное просадочное давление меньше напряжений от собственного веса грунта Р_sl < σ _{zq, sat} в пределах слоя толщиной более 2 м по глубине.

2. Относительная деформация просадочности ε_sl > 0,01 в пределах слоя не более 1 м, а просадка от собственного веса грунта S_sl,_q больше 5 см.

При выборе мероприятий по предотвращению или полной ликвидации просадочных свойств грунтов следует оценить возможность повышения их влажности за счет:

1. Замачивания грунтов сверху из внешних источников или снизу при подъеме уровня подземных вод.

2, Постепенного накопления влаги в грунте вследствие инфильтрации поверхностных вод и экранированию поверхности.

При возможности замачивания грунтов предусматривается одно из мероприятий в соответствии с [8].

Органоминеральные и органические грунты. К данным грунтам относятся илы, сапропели, заторфованные грунты, торфы и др. Особенностями их являются: большая сжимаемость, медленное развитие осадок во времени и возможности в связи с этим возникновения нестабилизированного состояния.

При характеристике этих грунтов необходимо указать виды и разновидности, происхождение и возраст, условия залегания в плане сооружения и по глубине (расположение и толщину слоев, прослоев, линз). Составить типовую схему основания в зависимости от особенностей расположения слоев, прослоек, линз и т.п. в пределах застройки здания и по глубине основания [8].

Исходя из известных по заданию классификационных показателей грунтов, определить по таблицам [6, 7, 8] нормативные значения других физико-механических характеристик. Если грунты водонасыщены и имеются данные, определить вид и степень агрессивности вод, заключенных в грунтах.

Предусмотреть и рекомендовать необходимые мероприятия по повышению несущей способности грунтов [8].

Набухающие грунты. Набухающие грунты при увеличении их влажности или замачивании химическими отходами производства увеличиваются в объеме – набухают, при последующем понижении влажности у набухающих грунтов происходит обратный процесс – усадка, что необходимо учитывать при проектировании фундаментов.

При наличии таких грунтов, в соответствии с заданием, следует указать их состав, происхождение, возраст, строение, толщину слоя, нормативные значения характеристик: давления набухания P_sw, относительной деформации набухания ε_sw и относительной усадки при высыхании ε_sh.

Необходимо выявить причины набухания и усадки грунтов: набухание за счет подъема уровня подземных вод или инфильтрации – увлажнения грунтов производственными или поверхностными водами; набухание за счет накопления влаги под сооружениями в ограниченной по глубине зоне вследствие нарушения природных условий испарения при застройке и асфальтировании территории; набухание и усадка грунта в верхней части зоны аэрации за счет изменения водно-теплового режима (сезонных климатических факторов); усадка за счет высыхания от воздействия тепловых источников.

Для частичной или полной ликвидации процессов набухания и усадки должны предусматриваться мероприятия в соответствии с указаниями, изложенными в [8].

Насыпные грунты. Насыпные грунты обладают неравномерной сжимаемостью, возможностью самоуплотняться при вибрации, изменении гидрогеологических условий, за счет разложения органических включений и т. д. у

При проектировании фундаментов на таких грунтах следует детально их характеризовать, указывая состав, происхождение, виды и разновидности в соответствии с ГОСТ 25100 – 2011, время и способ отсыпки для определения их степени самоуплотнения в соответствии с [8].

По физическим характеристикам грунтов, указанным в задании, определить по С П 50.101 – 2004 их механические характеристики.

Мерзлые грунты с криогенными структурными связями (вечномерзлые грунты). Если строительная площадка сложена такими грунтами, то необходимо показать их распространение по площади, условия залегания, состав, толщину, среднегодовую температуру многомерзлотных и талых грунтов, криогенную структуру и текстуру, разновидности по льдистости. Рассчитать степень заполнения пор мерзлого грунта льдом и незамерзающей водой S_t и определить разновидность грунтов по температурной границе твердомерзлого состояния Т_h в соответствии с [9, 11].

Охарактеризовать по литературным данным или результатам изысканий развитые в районе теплофизические процессы: термокарст, бугры пучения, наледи и т. п., указав морфометрические параметры.

Сейсмические явления. В районах проявления землетрясений необходимо определить расчетное значение силы землетрясения в баллах исходя из заданного нормативного значения и инженерно-геологических условий площадки в соответствии с [10].

Оползни. При распространении оползней на участке или площадке строительства необходимо указать их строение, геометрические параметры, распространение по площади, состав сползающих и слагающих склон грунтов, причины возникновения оползней, генетические типы в соответствии с классификацией А.П.Павлова, выбрать меры борьбы [12].