Расчет грунтовой подушки под фундамент
Обновлено: 05.05.2024
Под грунтовой подушкой понимается слой уплотненного грунта в пределах деформируемой зоны основания, полученный путем послойной отсыпки местных грунтов с последующим их послойным уплотнением укаткой или трамбованием.
Грунтовые подушки устраиваются путем отрывки котлована, глубиной, превышающей отметку заложения фундаментов на принятую толщину грунтовой подушки. Дно котлована планируется под одну отметку или отдельными террасами. Верхний слой разрыхленного при планировке грунта уплотняется до проектной плотности, после чего производится отсыпка грунта в подушку отдельными слоями. Для подушек используются местные грунты с влажностью, близкой к оптимальной. После уплотнения одного слоя проверяется качество выполненных работ и при обеспечении требуемой степени плотности производятся отсыпка и уплотнение следующих слоев.
Так же, как и при поверхностном уплотнении тяжелыми трамбовками устройство грунтовых подушек обеспечивает создание в основании фундаментов слоя непросадочного грунта, обладающего повышенными прочностными характеристиками, малой сжимаемостью в водонасыщенном состоянии и низкой фильтрационной способностью. В связи с этим грунтовые подушки часто устраивают на просадочных грунтах со II типом грунтовых условий для создания маловодопроницаемого экрана.
Грунтовые подушки применяются в тех случаях, когда отсутствует крановое оборудование для поверхностного уплотнения тяжелыми трамбовками, степень влажности лессового грунта более 0,70 и не может быть осуществлено поверхностное уплотнение переувлажненных грунтов, а также при необходимости получения уплотненного слоя грунта значительной толщины. В последнем случае применяется двухслойное уплотнение путем сочетания поверхностного уплотнения тяжелыми трамбовками с устройством поверху уплотненного слоя грунта грунтовой подушкой.
При применении грунтовых подушек на площадках с I типом грунтовых условий в пределах всей толщины деформируемой зоны от нагрузки фундаментов полностью устраняется возможность проявления просадки грунтов.
На площадках со II типом грунтовых условий грунтовые подушки устраняют частичка или полностью просадку грунта только в пределах деформируемой зоны от нагрузки фундаментов. При этом возможность проявления просадки грунта от собственного веса при замачивании сохраняется. В тех случаях, когда на площадках со II типом грунтовых условий по просадочности осуществляется устранение просадочных свойств грунтов от собственного веса путем предварительного замачивания, применение грунтовой подушки в пределах всей деформируемой зоны от нагрузки фундаментов обеспечивает полное устранение возможности проявления просадки грунтов в основании.
Даны рекомендации, детализирующие основные положения по проектированию и расчету оснований и особенности проектирования оснований зданий и сооружений, возводимых в особых условиях.
Настоящее Пособие разработано к СНиП 2.02.01-83 и детализирует отдельные положения этого документа (за исключением вопросов, связанных с особенностями проектирования оснований опор мостов и труб под насыпями).
В Пособии рассмотрены вопросы номенклатуры грунтов и методов определения расчетных значений их характеристик, принципы проектирования оснований и прогнозирования изменения уровня подземных вод, вопросы глубины заложения фундаментов, методы расчета оснований по деформациям и по несущей способности, особенности проектирования оснований зданий и сооружений, возводимых на региональных видах грунтов, а также расположенных в сейсмических районах и на подрабатываемых территориях.
Текст СНиП 2.02.01-83 отмечен в Пособии вертикальной чертой слева, в скобках указаны соответствующие номера пунктов, таблиц и формул СНиП.*
Пособие разработано НИИОСП им. Герсеванова (д-р техн. наук, проф. Е.А.Сорочан - разд.1, подраздел "Расчет оснований по деформациям" разд.2 ("Определение расчетного сопротивления грунта основания", "Расчет деформации оснований с учетом разуплотнения грунта при разработке котлована"), разд.4; канд. техн. наук А.В.Вронский - подразделы "Общие указания", "Нагрузки", "Расчет оснований по деформациям" ("Общие положения", "Расчет деформаций оснований" и "Предельные деформации основания"), "Мероприятия по уменьшению деформаций оснований и влияния их на сооружения" разд.2; канд. техн. наук О.И.Игнатова - подразделы "Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов" и "Классификация грунтов" разд.2; канд. техн. наук Л.Г.Мариупольский - подраздел "Методы определения деформационных и прочностных характеристик грунтов" разд.2; д-р техн. наук В.О.Орлов - подраздел "Глубина заложения фундаментов" разд.2; канд. техн. наук А.С.Снарский - подраздел "Расчет оснований по несущей способности" разд.2; д-р техн. наук, проф. В.И.Крутов - разд.3; д-р техн. наук П.А.Коновалов - разд.5; канд. техн. наук В.П.Петрухин - разд.7; канд. техн. наук Ю.М.Лычко - разд.8; канд. техн. наук А.И.Юшин - разд.9; д-р техн. наук, проф. В.А.Ильичев и канд. техн. наук Л.Р.Ставницер - разд.10 при участии института "Фундаментпроект" Минмонтажспецстроя СССР (инж. М.Л.Моргулис - подраздел "Расчет оснований по несущей способности" разд.2), ПНИИИС Госстроя СССР (канд. техн. наук Е.С.Дзекцер - подраздел "Подземные воды" разд.2), МИСИ им. Куйбышева (д-р техн. наук, проф. М.В.Малышев и инж. Н.С.Никитина - подраздел "Определение осадки за пределами линейной зависимости между напряжениями и деформациями" разд.2; д-р техн. наук, проф. Э.Г.Тер-Мартиросян, канд. техн. наук Д.М.Ахпателов и инж. И.М.Юдина - подраздел "Расчет деформаций оснований с учетом разуплотнения грунта при разработке котлована" разд.2), Днепропетровского инженерно-строительного института Минвуза УССР (д-р техн. наук, проф. В.Б.Швец - разд.6) и института "Энергосетьпроект" Минэнерго СССР (инженеры Н.И.Швецова и Ф.П.Лобаторин - разд.11).
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящее Пособие рекомендуется использовать при проектировании оснований промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений всех областей строительства, в том числе городского и сельскохозяйственного, промышленного и транспортного. В Пособии не рассматриваются вопросы проектирования оснований мостов и водопропускных труб.
К.25 В зонах распространения вечной мерзлоты способ гидромеханизации можно применять для разработки только талых грунтов. При необходимости выемки многолетнемерзлых грунтов с температурой в массиве в безморозный период, близкой к 0°С, должны выполняться мероприятия по оттаиванию грунта согласно указаниям ПОС.
К.26 В районах Крайнего Севера при соответствующем обосновании в РД разрешается возводить намывные сооружения из песчаного и песчано-гравелистого грунта с сохранением промерзания грунта основания и последовательного промораживания намытого в насыпь грунта.
Приложение Л Указания по особенностям производства работ по предпостроечному уплотнению толщ слабых водонасыщенных грунтов
Л.1 Уплотнение грунтов с использованием вертикальных дрен из природных материалов рекомендуется производить при температуре наружного центра не ниже минус 15°С.
Л.2 При производстве работ в зимнее время должен быть обеспечен надежный отвод воды с территории, на которой осуществляется уплотнение и должно быть обеспечено бесперебойное снабжение механизмов электроэнергией и паром.
Л.3 Дренирующий материал, используемый для изготовления вертикальных дрен, должен быть защищен от смерзания.
Л.4 Если толщина слоя промерзающего грунта превышает 0,2 м, погружение инвертарной обсадной трубы следует осуществлять в лидерные скважины или в предварительно оттаиваемый грунт. Лидерные скважины рекомендуется проходить бурением или пробивкой. Оттаивание грунта может быть осуществлено с помощью электро или паропрогрева.
Л.5 Поперечное сечение лидерной скважины или области оттаиваемого грунта должны быть не менее наружного диаметра обсадной трубы. Лидерные скважины или оттаивание должны быть осуществлены на всю глубину промерзшего грунта.
Л.6 Для предотвращения промерзания грунта обсадная труба должна быть оборудована устройством ее подогрева. Дренирующий материал, подаваемый в трубу, не должен иметь мерзлых комьев и кусков льда.
Л.8 Для беспрепятственной осадки грунта, уплотняемого насыпью в зимний период, площадки рекомендуется разбить на участки размерами 25x25 м, по границам участков следует прорезать траншеи на всю глубину промерзшего слоя грунта.
Приложение М Технические требования при устройстве насыпей и обратных засыпок
При производстве работ по устройству насыпей и обратных засыпок состав контролируемых показателей, предельные отклонения, объемы и методы контроля должны соответствовать таблице М.1 Точки определения показателей характеристик грунта должны быть равномерно распределены по площади и глубине.
1 Гранулометрический состав грунта, предназначенного для устройства насыпей и обратных засыпок (при наличии специальных указаний в РД)
Должен соответствовать РД. Выход за пределы диапазона, установленного проектом, допускается не более чем в 20% определений
3 Содержание мерзлых комьев в насыпях (кроме гидротехнических) и обратных засыпках от общего объема отсыпаемого грунта:
Не должен превышать 2/3 толщины уплотненного слоя, но не более 15 см для грунтовых подушек и 30 см для прочих насыпей и обратных засыпок
Не ниже проектной. Допускаются значения плотности сухого грунта ниже проектных на 0,06 в отдельных определениях, но не более чем в 20% определений
8 Средняя по принимаемому участку плотность сухого грунта для дорожных, гидротехнических насыпей, грунтовых подушек под фундаменты
Не ниже проектной. Допускаются значения плотности сухого грунта ниже проектных не более чем в 10% определений при летней отсыпке и в 20% при зимней отсыпке
То же, по указаниям РД, а при отсутствии указаний - ежесменно, но не менее чем одно определение на 300 м3 насыпи
9 Средняя по проверяемому участку плотность сухого грунта планировочных и других уплотняемых насыпей, для которых эта величина не задана РД
Не ниже проектной. Допускаются значения плотности сухого грунта ниже проектных не более чем в 20% определений
То же, по указаниям РД, но не менее чем одно определение на 200 м2 основания при толщине подсыпки не более 1 м или на 300 м3 подсыпки - при большей толщине
Не более 0,85. Допускаются значения более 0,85 в отдельных измерениях, но не более чем в 20% определений
То же, по указаниям РД, а при отсутствии таких указаний - ежесменно, но не менее одного определения на 300 м3 насыпи
Должна быть в пределах, установленных РД. Допускаются отклонения значений влажности за пределы, установленные РД, не более чем в 10% определений
Должен соответствовать РД. Допускаются отклонения, превышающие проектные значения не более чем в 10% определений
Измерительный, в местах размещения знаков разбивки, но не реже чем через 100 м на прямолинейных участках и 50 м на криволинейных участках
Измерительный, через 100 м на прямолинейных участках, 50 м на криволинейных участках и для планировочных насыпей. Для грунтовых подушек объем контроля согласно п. 5 таблицы 6.3
При отсутствии в проекте заданных значений коэффициента уплотнения грунтов следует руководствоваться значениями, приведенными в таблице М.2.
Контрольное значение коэффициента уплотнения kcom при нагрузке на поверхность уплотненного грунта, МПа, при общей толщине отсыпки, м
Примечание - Коэффициентом уплотнения называется отношение достигнутой плотности сухого грунта к максимальной плотности сухого грунта, полученной в приборе стандартного уплотнения по ГОСТ 22733.
Приложение Н Технические требования при уплотнении грунтов
При производстве работ по уплотнению грунтов естественного залегания и устройству грунтовых подушек состав контролируемых показателей, предельные отклонения, объем и методы контроля должны соответствовать приведенным в таблице H.1.
То же, не ниже РД. Допускается снижение плотности сухого грунта на 0,05 т/м3 или коэффициента уплотнения на 0,02 не более чем в 10% определений
То же, по указаниям РД, а при отсутствии указаний один пункт на 300 м2 уплотненной площади с измерениями в пределах всей уплотненной толщи через 0,25 м по глубине при толщине уплотненного слоя не более 1 м и через 0,5 м при большей толщине; числе проб в каждой точке не менее двух
Должна быть не ниже установленной РД. Допускается снижение плотности на 0,05 т/м3 или коэффициента уплотнения на 0,02 не более чем в 10% определений
в) высота сбрасывания трамбовки, общее число ударов, объем и число порций засыпаемого жесткого материала, число ударов для втрамбовывания каждой порции
а) влажность грунта в уплотняемом массиве: при проходке скважин с помощью взрыва при проходке скважин другими способами
Средняя плотность сухого грунта на отметке заложения фундаментов должна быть не ниже проектной. Допускается снижение плотности на 0,05 т/м3 или коэффициента уплотнения на 0,02 не более чем в 10% определений
6 Уплотнение просадочных грунтов замачиванием, в том числе с применением взрыва, а также водонасыщенных грунтов временной нагрузкой с вертикальными дренами:
То же, один пункт на 500 м2 площади с определением не реже чем через 1-2 м по глубине в пределах уплотненной толщи
Средняя по принимаемому участку плотность сухого грунта должна быть не ниже проектной. Допускается снижение плотности на 0,05 т/м3 или коэффициента уплотнения на 0,02 не более чем в 10% определений
Измерительный, зондированием или радиоизотопным способом, одно определение не реже чем на 500 м2 уплотненной площади
Приложение П Технические требования при закреплении грунтов
При производстве работ по закреплению грунтов состав контролируемых показателей, предельные отклонения, объем и методы контроля должны соответствовать таблице П.1.
Проверка правильности проектных (расчетных) параметров и технических условий на производство работ по закреплению грунтов способами химическим и цементацией путем контрольного закрепления
Качество контрольного закрепленного грунтового массива (сплошность и однородность закрепления, форма и размеры массива, прочностные и деформационные характеристики закрепленных грунтов) должно соответствовать требованиям РД. Предельные отклонения измеряемых величин - не более 10%
Измерительный и визуальный, по РД и ППР. Объем контрольного закрепления и номенклатура контролируемых показателей устанавливаются РД. При отсутствии указаний в РД объем для контроля устанавливается в количестве 3% числа технологических скважин и шурфов из расчета один на 3000 м3 закрепленного грунта с визуальным обследованием, отбором проб и лабораторным определением характеристик закрепленных грунтов
Проверка правильности проектных (расчетных) параметров и технических условий на производство работ по армированию и уплотнению разрывной цементацией путем контрольного закрепления
Качество армирования и уплотнения в результате контрольной инъекции грунтового массива (прочностные и деформационные характеристики грунтов) должны соответствовать требованиям РД. Предельные отклонения измеряемых величин - не более 10%
То же. При отсутствии указаний для армированных и уплотненных разрывной цементацией испытаниями: штамповым из расчета один на 3000 м3 уплотненного грунта, статическим или динамическим зондированием в количестве 3% от числа инъектируемых скважин
Проверка правильности проектных (расчетных) параметров и технических условий на производство работ по закреплению грунтов буросмесительным способом путем контрольного закрепления
Измерительный и визуальный, по РД. Объем контрольного закрепления и номенклатура контролируемых показателей устанавливаются РД в зависимости от объема работ по закреплению. При отсутствии указаний для буросмесительного способа устанавливается испытание статической нагрузкой в количестве 1% общего числа свай, но не менее двух свай на объект, или разбуриванием и испытанием кернов на одноосное сжатие в количестве 0,5% общего числа свай, но не менее двух свай на объект; или неразрушающими методами контроля в количестве, определяемом точностью и надежностью методов
Характеристики исходных рабочих материалов (плотность, концентрация, температура и другие, установленные РД)
Давление и расход рабочих материалов, а также другие технологические параметры, установленные РД и проверенные контрольным закреплением
Должен соответствовать РД, Изменение режима допускается с разрешения проектной организации с назначением ею нового режима нагнетания
Отклонения от заданного проектом гелеобразования для однорастворной двухкомпонентной силикатизации и смолизации
Не должны превышать 20%. При больших отклонениях должна быть проведена соответствующая корректировка соотношения компонентов смеси
Отклонения от проектных значений при выносе в натуру разметки фундамента должно составить не более 10 мм.Величина отклонения в разметке вертикальных опорных поверхностей фундаментной плиты или фундаментных блоков также не должны превышать 10 мм.
10.8. Уплотнение грунтов предварительным замачиванием следует выполнять с соблюдением требований:
а) замачивание надлежит выполнять путем затопления котлована водой с поддержанием глубины воды 0,3-0,5 м и продолжать до тех пор, пока не будут достигнуты промачивание до проектной влажности всей толщи просадочных грунтов и условная стабилизация просадки, за которую принимается просадка менее 1 см в неделю;
б) в процессе предварительного замачивания необходимо вести систематические наблюдения за осадкой поверхностных и глубинных марок, а также расходом воды; нивелирование марок необходимо производить не реже одного раза в 5-7 дн.;
в) фактическую глубину замачивания следует устанавливать по результатам определения влажности грунта через 1 м по глубине на всю просадочную толщу любым из перечисленных в п. 10.3 методов;
Думающий сказал(а): ↑
Спасибо, al185 ! Уточняющий практический вопрос: отдельно по КустикуСевер (у него подсыпка будет 1,5м.) и более простой случай мой (подсыпка 20-25 см). Замачивание - длительный процесс. Сколько ему промачивать каждый слой, а мне всю толщу сразу? Помню, кто-то пошутил про месяц. Но время в строительный сезон – деньги, и не малые. А если без шуток и сложных измерений?
пока не будут достигнуты промачивание до проектной влажности всей толщи просадочных грунтов и условная стабилизация просадки, за которую принимается просадка менее 1 см в неделю;
Других предложений нет. Практики нет.
Сложного нет.
Марки (кусок гориз. доски или крест с вертикальной рейкой) вам придется изготовить для фундаментных работ по любому. С помощью лазера или водяного уровня делаете отметку на марке, поставленной на насыпь, и на любом статичном объекте. Через неделю смотрите.
В проекте на устройство грунтовых подушек должны быть указаны: толщина и размеры грунтовой подушки в плане в пределах отдельных фундаментов или зданий и сооружений; план планировки котлована для устройства грунтовых подушек; рекомендуемые виды грунтов для возведения грунтовых подушек; значения оптимальной влажности рекомендуемых видов грунтов; требуемая объемная масса скелета грунта в подушке; толщина отсыпаемых слоев; типы грунтоуплотняющих механизмов и ориентировочное количество их проходов для уплотнения грунтов до требуемой степени плотности; расчетное давление на уплотненный грунт подушки.
Необходимая толщина грунтовой подушки определяется и» условия полного устранения просадочных свойств грунтов в пределах деформируемой зоны от нагрузки фундаментов. При значительной толщине грунтовой подушки ее допускается уменьшать и выполнять грунтовые подушки только в пределах верхних частей деформируемой зоны. При этом возможная толщина грунтовой подушки при частичном устранении просадочных свойств грунтов в пределах деформируемой зоны определяется расчетом по деформациям, исходя из того, что суммарные осадки и просадки фундаментов зданий и сооружений не должны превышать предельно допустимых для них величин.
При возведении зданий и сооружений, малочувствительных: к неравномерным просадкам, и особенно малоэтажных с нагрузкой на ленточный фундамент до 150 кН/м столбчатый до 600 кН толщина грунтовой подушки может быть сокращена.
Давление по подошве фундамента на грунтовую подушку толщиной не менее 50 см, исходя из исключения просадок грунта в пределах деформируемой зоны.
Размеры грунтовых подушек в плане назначаются в зависимости от размеров фундаментов, их конфигурации в плане, принятого давления на грунт, целевого назначения применения грунтовых подушек, удобства производства земляных работ и т. п. При необходимости создания сплошного маловодопроницаемого экрана грунтовые подушки устраивают в пределах всего здания или сооружения. Размеры грунтовых подушек в этом случае назначаются исходя из условия отвода аварийных вод за пределы деформируемой зоны грунта в основании фундаментов и должны выступать в стороны от наружной грани фундаментов на ширину не менее 1,5 м.
Выбор грунта для устройства грунтовых подушек производится в основном в зависимости от местных грунтовых условий и целевого назначения применения подушек. При возведении грунтовых подушек с целью создания сплошного водонепроницаемого экрана необходимо применять лессовидные глины и суглинки, так как в этих случаях достигается небольшая их водонепроницаемость. Дренирующие материалы (песок, шлак и т. п.) для устройства грунтовых подушек допускается применять с учетом их технико-экономических показателей только на площадках с I типом грунтовых условий по просадочности.
Грунтовые подушки должны устраиваться из однородных грунтов оптимальной влажности. При уплотнении грунта в подушках трамбованием оптимальная влажность принимается равной W0= Wp —(0,01—0,03); при уплотнении укаткой — равной влажности на границе раскатывания Wp. При влажности грунта, применяемого для возведения подушки, ниже оптимальной более. чем на 0,03 (в абсолютном значении) должно производиться доувлажнение его до оптимальной влажности.
При устройстве грунтовых подушек с целью ликвидации просадочных свойств основания объемная масса скелета грунта должна быть не менее 1,6—1,65 тс/м 3 , но не менее величины, при которой просадка грунта исключается, а при устройстве подушек с целью создания сплошного водонепроницаемого экрана — не менее 1,7 т/м 3 .
Толщина отсыпаемых слоев в грунтовых подушках из лессовидных грунтов, типы грунтоуплотняющих механизмов и ориентировочное количество проходов для уплотнения грунтов до коэффициента kу=0,93—0,95 принимается по табл. 4.
При необходимости уплотнения грунтов до kу =0,98 указанная в табл. 4 толщина слоя снижается на 20—25%.
Читайте также: