Ведомственные строительные нормы ВСН 29-85/Минсельстрой СССР Проектирование мелкозаглубленных фундаментов малоэтажных сельских зданий на пучинистых грунтах.
-------------------------------
Минсельстрой СССР
ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ
Проектирование мелкозаглубленных фундаментов
малоэтажных сельских зданий на пучинистых грунтах
Дата введения 1985-03-01
РАЗРАБОТАНЫ: Центральным научно-исследовательским, экспериментальным и проектным институтом по сельскому строительству (ЦНИИЭПсельстроем) Министерства сельского строительства СССР
Директор Л.Н.Ануфриев
Заведующий сектором оснований и фундаментов в сложных грунтовых условиях В.С.Сажин
Старшие научные сотрудники А.Г.Бейрих, В.В.Борщев, Л.Я.Гинзбург, А.Т.Мальцев
Научно-исследовательским институтом оснований и подземных сооружений Госстроя СССР (НИИОСПом)
Директор Б.С.Федоров
Заведующий лабораторией оснований и фундаментов на пучинистых грунтах В.О.Орлов
Проектным институтом Саратовоблколхозпроект Росколхозстройобъединения
Директор Б.Н.Лысункин
Главный специалист В.Н.Краюшкин
ВНЕСЕНЫ: ЦНИИЭПсельстроем Минсельстроя СССР, НИИОСПом Госстроя СССР
ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ: Главным техническим управлением Минсельстроя СССР
Начальник В.Я.Макарук
СОГЛАСОВАНЫ: Госстроем СССР
Заместитель председателя С.Л.Дворников
Минсельхозом СССР
Заместитель министра И.П.Быстрюков
УТВЕРЖДЕНЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ: приказом Министерства сельского строительства СССР N 44 от 14 февраля 1985 г.
ВВОДЯТСЯ ВПЕРВЫЕ
ВВЕДЕНИЕ
На территории СССР широко распространены пучинистые грунты. К ним относятся глины, суглинки, супеси, пески пылеватые и мелкие. При определенной влажности эти грунты, замерзая в зимний период, увеличиваются в объеме, что приводит к подъему слоев грунта в пределах глубины его промерзания. Находящиеся в таких грунтах фундаменты также подвергаются подъему, если действующие на них нагрузки не уравновешивают силы пучения. Поскольку деформации пучения грунта, как правило, неравномерны, происходит неравномерный подъем фундаментов, который со временем накапливается. В результате этого надфундаментные конструкции зданий и сооружений претерпевают недопустимые деформации и разрушаются. Деформациям от пучения грунта особенно подвержены легкие сооружения, к числу которых относится большинство малоэтажных сельских зданий.
В соответствии с нормами по проектированию оснований зданий и сооружений глубина заложения фундаментов в пучинистых грунтах должна приниматься не менее расчетной глубины промерзания. В этом случае подошва фундамента освобождается от воздействия нормальных сил пучения. Однако глубоко заложенные фундаменты имеют развитую боковую поверхность, по которой действуют касательные силы пучения. Эти силы превосходят нагрузки, передаваемые легкими зданиями на фундаменты, в результате чего фундаменты выпучиваются.
Таким образом, материалоемкие и дорогостоящие фундаменты, заложенные ниже глубины промерзания грунта, не обеспечивают надежную эксплуатацию малоэтажных зданий, построенных на пучинистых грунтах.
Одним из путей решения проблемы строительства на пучинистых грунтах малоэтажных зданий является использование мелкозаглубленных фундаментов. Такие фундаменты закладываются на глубине 0,2-0,5 м от поверхности грунта или непосредственно на поверхности (незаглубленные фундаменты). Таким образом, на мелкозаглубленные фундаменты действуют незначительные касательные силы пучения, а при незаглубленных фундаментах они равны нулю.
Как правило, под фундаментами устраиваются подушки толщиной 20-30 см из непучинистых материалов (песок гравелистый, крупный или средней крупности, мелкий щебень, котельный шлак и др.). Применением подушки достигается не только частичная замена пучинистого грунта на непучинистый, но и уменьшение неравномерных деформаций основания. Толщина подушек и глубина заложения фундаментов определяются расчетом.
Основной принцип конструирования мелкозаглубленных фундаментов зданий с несущими стенами на пучинистых грунтах заключается в том, что ленточные фундаменты всех стен здания объединяются в единую систему и образуют достаточно жесткую горизонтальную раму, перераспределяющую неравномерные деформации основания. При мелкозаглубленных столбчатых фундаментах рама формируется из фундаментных балок, которые жестко соединяются между собой на опорах.
Для обеспечения совместной работы фундаментных элементов последние жестко соединяются между собой.
Указанные конструктивные мероприятия выполняются при строительстве на среднепучинистых (при интенсивности пучения, большей 0,05) сильно - и чрезмернопучинистых грунтах. В остальных случаях фундаментные элементы укладываются свободно, не соединяются между собой. Количественным показателем пучинистости грунта является интенсивность пучения, характеризующая пучение элементарного слоя грунта. Применение мелкозаглубленных фундаментов базируется на принципиально новом подходе к их проектированию, в основу которого заложен расчет оснований по деформациям пучения. При этом допускаются деформации основания (подъем, в том числе неравномерный), однако они должны быть меньше предельных, которые зависят от конструктивных особенностей зданий.
При расчете оснований по деформациям пучения учитываются пучинистые свойства грунта, передаваемое на него давление, жесткость фундамента и надфундаментных конструкций на изгиб. Надфундаментные конструкции рассматриваются не только как источник нагрузок на фундаменты, но и как активный элемент, участвующий в совместной работе фундамента с основанием. Чем больше жесткость конструкций на изгиб, тем меньше относительные деформации основания.
Передаваемое на грунт давление значительно (иногда в несколько раз) снижает подъем основания при пучении грунта. При подъеме мелкозаглубленных фундаментов действующие по их подошвам нормальные силы пучения резко уменьшаются.
Все конструкции мелкозаглубленных фундаментов и положения по их расчету, приведенные в настоящем документе, прошли проверку при проектировании и строительстве малоэтажных зданий различного назначения - домов усадебного типа, хозяйственных построек, производственных сельскохозяйственных зданий вспомогательного назначения, трансформаторных подстанций и др.
В настоящее время во многих областях Европейской части РСФСР, в районах с глубиной промерзания до 1,7 м, на мелкозаглубленных и незаглубленных фундаментах построено свыше 1500 одно- и двухэтажных зданий из разных материалов - кирпича, блоков, панелей, деревянных щитов. Систематические инструментальные наблюдения за зданиям в течение 3-6 лет свидетельствуют о надежной работе мелкозаглубленных фундаментов. Применение таких фундаментов вместо традиционных, закладываемых ниже глубины промерзания грунтов, позволило сократить: расход бетона на 50-80%, трудозатраты - на 40-70%.
В настоящих нормах содержатся требования по конструированию, проектированию и устройству мелкозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах. Не случайно поэтому область применения таких фундаментов определена именно для пучинистых грунтов. Мелкозаглубленные фундаменты на пучинистых грунтах рекомендуется применять в массовом порядке при глубине промерзания до 1,7 м. При большей глубине промерзания пучинистых грунтов мелкозаглубленные фундаменты рекомендуется только для экспериментального строительства. Накопление опыта строительства объектов с мелкозаглубленными фундаментами в районах с большой глубиной промерзания позволит в дальнейшей расширить область применения их на пучинистых грунтах.
Хотя область применения мелкозаглубленных фундаментов в иных грунтовых условиях формально выходит за рамки настоящих норм, представляется целесообразным дать некоторые рекомендации по использованию таких фундаментов при строительстве малоэтажных зданий на наиболее распространенных на территории нашей страны грунтах.
В соответствии с главой СНиП 2.02.01-83 глубина заложения фундаментов на непучинистых грунтах не зависит от глубины их промерзания. Поэтому при строительстве малоэтажных зданий на непучинистых грунтах мелкозаглубленные фундаменты рекомендуются к массовому применению.
На основаниях, сложенных вечномерзлыми грунтами, мелкозаглубленные фундаменты могут быть использованы для экспериментального строительства. При этом должны быть предусмотрены мероприятия, направленные на предотвращение недопустимых деформаций оснований, вызванных оттаиванием вечномерзлых грунтов.
Применение мелкозаглубленных фундаментов на естественном основании в грунтовых условиях I типа по просадочности рекомендуется лишь в том случае, если передаваемое на грунт давление меньше начального просадочного давления. В остальных случаях применения таких фундаментов возможно лишь для экспериментального строительства при условии, что суммарные деформации оснований, вызванные просадкой и осадкой грунта, не превосходят предельных деформаций.
В грунтовых условиях II типа по просадочности применение мелкозаглубленных фундаментов на естественном основании не допускается.
Необходимо подчеркнуть, что поскольку основной причиной пучения грунтов является наличие в них воды, способной при промерзании переходить в лед, следует строго соблюдать требование о недопустимости водонасыщения грунта в основании мелкозаглубленных фундаментов в процессе строительства и при эксплуатации зданий. Следует предусматривать надежный отвод с площадки строительства атмосферных и производственных вод путем вертикальной планировки застраиваемой территории, устройства водоотводов и дренажа. При рытье траншей для фундаментов и инженерных коммуникаций земляные работы следует производить с минимальным объемом нарушения грунтов природного сложения. Не допускается скопление воды от повреждения временного трубопровода на площадке строительства. Вокруг зданий следует устраивать водонепроницаемые отмостки шириной не менее 1 м и уклоном не менее 0,03. Следует избегать устройства вводов трубопроводов канализации и водоснабжения с нагорной стороны здания. При эксплуатации зданий не допускается изменять условия, применительно к которым запроектированы мелкозаглубленные фундаменты.
1. Общие положения
1.1. Настоящие ведомственные строительные нормы предназначены для проектирования мелкозаглубленных фундаментов одно- и двухэтажных сельских зданий (жилых, культурно-бытовых, производственных сельскохозяйственных основного и вспомогательного назначения), строящихся на пучинистых грунтах с глубиной промерзания не более 1,7 м. При этом должны соблюдаться требования, предусмотренные соответствующими общесоюзными нормативными документами.
Примечание. ВСН 29-85 могут быть использованы для проведения экспериментального строительства в районах с глубиной промерзания грунтов более 1,7 м.
1.2. При выборе площадок для строительства зданий с мелкозаглубленными фундаментами предпочтение следует отдавать участкам с однородными по составу грунтами как в плане, так и по глубине той части сезоннопромерзающего слоя, которая проектируется в качестве основания.
1.3. Расчет оснований зданий, возводимых на пучинистых грунтах, следует производить по деформациям. Деформации основания, вызванные морозным пучением грунта под подошвой фундамента, не должны превосходить предельных деформаций, которые зависят от конструктивных особенностей зданий. При расчете оснований мелкозаглубленных фундаментов помимо настоящих норм необходимо соблюдать требования главы СНиП 2.02.01-83 по проектированию оснований зданий и сооружений.
1.4. При проектировании оснований и фундаментов на пучинистых грунтах необходимо предусматривать мероприятия (инженерно-мелиоративные, строительно-конструктивные, термохимические), направленные на уменьшение деформаций зданий и сооружений.
Выбор типа и конструкции фундамента, способа подготовки основания и других мероприятий по уменьшению неравномерных деформаций здания от морозного пучения должен решаться на основе технико-экономического анализа с учетом конкретных условий строительства.
2. ОЦЕНКА ПУЧИНИСТОСТИ ГРУНТОВ
Таблица 1
Классификация пылевато-глинистых грунтов по степени пучинистости
|
|
|
|
|
|
| |
Наименование грунта | Степень пучинистости грунта | ||||||
| практически непучинистый  0,01 | слабопучинистый 0,01  0,035 | среднепучинистый 0,035 0,07 | сильнопучинистый 0,07 0,12 | чрезмерно пучинистый  0,12
| ||
| Значение параметра | ||||||
Супеси с 0,02  0,07 | 0,0014 | 0,0014-0,0049 | 0,0049-0,0098 | 0,0098-0,0169 | 0,0169 | ||
Супеси пылеватые с 0,02 0,07 | 0,0009 | 0,0009-0,003 | 0,003-0,006 | 0,006-0,0103 | 0,0103 | ||
Суглинки с 0,07 0,17 | 0,001 | 0,001-0,0035 | 0,0035-0,0071 | 0,0071-0,0122 | 0,0122 | ||
Суглинки пылеватые с 0,07 0,13 | 0,0008 | 0,0008-0,0027 | 0,0027-0,0054 | 0,0054-0,0093 | 0,0093 | ||
Суглинки пылеватые с 0,13 0,17 | 0,0007 | 0,0007-0,0023 | 0,0023-0,0046 | 0,0046-0,0079 | 0,0079 | ||
Глины с  0,17
| 0,0012 | 0,0012-0,0043 | 0,0043-0,0086 | 0,0086-0,0147 | 0,0147 | ||
Средние диаметры частиц отдельных фракций определяются по их минимальным размерам, умноженным на коэффициент 1,4. За расчетный средний диаметр последней тонкой фракции принимается максимальный размер частиц, деленный на коэффициент 1,4.
3. КОНСТРУКЦИИ МЕЛКОЗАГЛУБЛЕННЫХ ФУНДАМЕНТОВ
НА ПУЧИНИСТЫХ ГРУНТАХ
3.1. Для зданий с малонагруженными фундаментами следует применять такие конструктивные решения, которые направлены на снижение сил морозного пучения и деформаций конструкций зданий, а также на приспособление зданий к неравномерным деформациям оснований.
3.2. Мелкозаглубленный (незаглубленный) фундамент конструктивно представляет собой бетонный или железобетонный элемент, уложенный, как правило, на подушку или подсыпку из непучинистого материала (рис.2), которые уменьшают перемещения фундамента как в период промерзания грунта, так и при его оттаивании.
Рис.2. Конструктивные решения фундаментов:
а - незаглубленный фундамент на выравнивающей подсыпке, б - незаглубленный фундамент на подушке
из непучинистого материала, в - незаглубленный фундамент на подсыпке из непучинистого материала,
г - мелкозаглубленный фундамент на выравнивающей подсыпке, д - мелкозаглубленный фундамент
на подушке из непучинистого материала,
1 - фундаментный блок, 2 - выравнивающая подсыпка из песка, 3 - подушка из непучинистого материала,
4 - засыпка из непучинистого материала, 5 - подсыпка из непучинистого материала,
6 - отмостка, 7 - гидроизоляция, 8 - стена здания
В необходимых случаях для увеличения несущей способности основания целесообразно предусматривать устройство песчано-щебеночной подушки, состоящей из смеси песка крупного, средней крупности (40%), щебня или гравия (60%).
3.4. При высоком уровне подземных вод и верховодке необходимо предусматривать меры к предохранению материала подушки от заиливания окружающим пучинистым грунтом. С этой целью следует обрабатывать грунт по контуру подушки различного вида вяжущими смазочными веществами или использовать полимерные материалы.
3.5. В зависимости от степени пучинистости грунта основания ленточные мелкозаглубленные фундаменты зданий со стенами из кирпича, блоков, панелей следует устраивать:
На среднепучинистых грунтах могут применяться ленточные фундаменты из сборных блоков с устройством над ними и под ними армированных поясов;
- на сильно- и чрезмерно пучинистых грунтах - армированные монолитные фундаменты с применением при необходимости армированных или железобетонных поясов над проемами верхнего этажа и в уровне перекрытий.
3.6. Ленточные мелкозаглубленные (незаглубленные) фундаменты зданий из деревянных конструкций следует устраивать:
- на практически непучинистых и слабопучинистых грунтах - из сборных бетонных (керамзитобетонных) блоков, укладываемых свободно, без соединения между собой;
- на среднепучинистых грунтах - из армированных блоков сечением 0,25х0,2 м и длиной не менее 2 м, укладываемых в два ряда с перевязкой швов;
- на сильно- и чрезмерно пучинистых грунтах из сборных армированных блоков, жестко соединенных между собой, или монолитного железобетона.
3.7. Столбчатые мелкозаглубленные фундаменты на средне- и сильнопучинистых грунтах должны быть жестко связаны между собой фундаментными балками, объединенными в единую рамную систему.
На практически непучинистых и слабопучинистых грунтах фундаментные балки соединять между собой не требуется. Это требование распространяется также на среднепучинистые грунты, подвергшиеся локальному уплотнению при устройстве фундаментов в вытрамбованных котлованах и фундаментов из забивных блоков.
3.8. При устройстве столбчатых фундаментов необходимо предусматривать зазор между фундаментными балками и планировочной поверхностью грунта. Зазор должен быть не менее расчетной деформации пучения ненагруженного грунта.
3.9. Сборные железобетонные элементы при устройстве на сильно- и чрезмерно пучинистых грунтах мелкозаглубленных фундаментов в виде сплошных плит следует жестко соединять между собой.
3.10. Протяженные здания следует разрезать по всей высоте на отдельные отсеки, длина которых принимается: для слабопучинистых грунтов до 30 м, среднепучинистых - до 25 м, сильнопучинистых - до 20 м, чрезмерно пучинистых - до 15 м.
3.11. Секции зданий, имеющие разную высоту, следует устраивать на раздельных фундаментах.
4. РАСЧЕТ ОСНОВАНИЯ МЕЛКОЗАГЛУБЛЕННЫХ ФУНДАМЕНТОВ
ПО ДЕФОРМАЦИЯМ ПУЧЕНИЯ ГРУНТА
4.1. Расчет основания по деформациям пучения грунта ниже подошвы мелкозаглубленного фундамента производится исходя из следующих условий.
Таблица 2
Предельные деформации основания
|
|
|
|
Конструктивные особенности зданий | Предельные деформации пучения , см | Предельные относительные деформации пучения | |
|
| относительный прогиб или выгиб | относительная разность деформаций пучения |
Бескаркасные здания с несущими стенами из: |
| 0,00035 | - |
панелей | 2,5 |
|
|
блоков и кирпичной кладки без армирования | 2,5 | 0,0005* | - |
блоков и кирпичной кладки с армированием или железобетонными поясами при наличии сборно-монолитных (монолитных) ленточных или столбчатых фундаментов со сборно-монолитными фундаментными балками | 3,5 | 0,0006* | -
|
Здания стоечно балочной конструкции | 4,0 | - | 0,005 |
Здания с деревянными конструкциями: |
|
|
|
на ленточных фундаментах | 5 | 0,002 | - |
на столбчатых фундаментах | 5 | - | 0,006 |
Бескаркасные здания с несущими стенами при  3 ( - длина большей стены,  - высота стены) на ленточных и плитных фундаментах | 8 | -
| 0,005 (крен) |
_____________
4.2. Расчет деформаций пучения грунтов основания, а также глубины заложения фундамента производится в следующей последовательности:
а) на основе материалов изысканий и данных табл.1 определяется степень пучинистости грунта основания и в зависимости от нее выбирается тип и конструкция фундамента;
б) предварительно задаются размеры подошвы фундамента, глубина его заложения, толщина подушки из непучинистого материала;
в) производится проверка условия, согласно которому среднее давление под подошвой фундамента не должно превышать расчетного сопротивления материала подушки, а давление на глубине, равной толщине подушки, - расчетного сопротивления грунта; расчет выполняется в соответствии с главой СНиП 2.02.01-83;
д) определяется деформация пучения ненагруженного основания;
е) определяются температурный режим и динамика сезонного промерзания грунтов основания, на основе которых рассчитывается давление морозного пучения на подошву фундамента;
ж) производится расчет основания фундамента по деформациям пучения грунта.
Таблица 3
Схемы расчета деформаций пучения ненагруженного основания в зависимости
от гидрогеологических условий и рельефа участка застройки
|
|
|
|
|
N схемы | Условия увлажнения грунтов по виду рельефа | Расстояние от поверхности грунта до уровня подземных вод  , м | Ориентировочное значение средней влажности в пределах сезоннопромерзающего слоя  | Формулы для определения деформации пучения ненагруженного основания |
1. | Сухие участки - возвышенности, всхолмленные места. Водораздельное плато. Грунты увлажняются только за счет атмосферных осадков |  | а)  б)  |   |
2. | Сухие участки - слабо всхолмленные места, равнины, пологие склоны с затяжным уклоном, котловины с признаками поверхностного заболачивания. Грунты увлажняются за счет атмосферных осадков и верховодки, частично подземных вод |  | |  |
3. | Мокрые участки - пониженные равнины, котловины, межсклоновые низины, заболоченные места. Грунты водонасыщаются за счет атмосферных осадков и подземных вод, включая верховодку |  |  |  |
Таблица 4
Наименьшее расстояние от границы промерзания до уровня подземных вод
|
|
Наименование грунта | Значение , м |
Глина с монтмориллонитовой и иллитовой основой | 3,5 |
Глины с каолинитовой основой | 2,5 |
Суглинки пылеватые с  0,13 | 2,5 |
Суглинки с 0,13 | 2,0 |
Суглинки пылеватые с  0,13 | 2,0 |
Суглинки с 0,13 | 1,8 |
Супеси пылеватые с  0,2 | 1,5 |
Супеси с 0,02 | 1,3 |
Супеси с 0,02 | 1,0 |
Пески пылеватые | 1,0 |
Пески мелкие | 0,8 |
для столбчатого фундамента с квадратной формой подошвы
для столбчатого фундамента с прямоугольной формой подошвы
для ленточного фундамента
4.5. Деформация пучения грунта основания с учетом давления под подошвой фундамента определяется по формуле
Таблица 5
|
|
|
Отношение толщины подушки к ширине фундамента  | Значения коэффициента | |
| для столбчатых фундаментов | для ленточных фундаментов |
0,00 | 1,00 | 1,00 |
0,25 | 0,95 | 0,98 |
0,50 | 0,90 | 0,96 |
0,75 | 0,85 | 0,94 |
1,00 | 0,80 | 0,92 |
1,25 | 0,71 | 0,88 |
1,50 | 0,63 | 0,84 |
1,75 | 0,54 | 0,80 |
2,00 | 0,45 | 0,76 |
2,25 | 0,36 | 0,72 |
2,50 | 0,25 | 0,68 |
2,75 | 0,16 | 0,64 |
3,00 | 0,10 | 0,60 |
4.6. Относительная деформация пучения грунта основания с учетом жесткости надфундаментных конструкций здания определяется по формуле
для ленточных фундаментов
для столбчатых фундаментов
5. РАСЧЕТ ВНУТРЕННИХ УСИЛИЙ В КОНСТРУКЦИЯХ ЗДАНИЙ
5.2. Изгибающие моменты и поперечные силы в отдельных конструктивных элементах (фундамент, цоколь, стена, пояс) определяются по формулам
5.4. По найденным внутренним усилиям производится расчет на прочность конструктивных элементов зданий в соответствии с требованиями глав СНиП по проектированию каменных и армокаменных конструкций, бетонных и железобетонных конструкций.
6. УСТРОЙСТВО МЕЛКОЗАГЛУБЛЕННЫХ ФУНДАМЕНТОВ
НА ПУЧИНИСТЫХ ГРУНТАХ
6.1. На отведенной под строительство площадке в первую очередь необходимо выполнить комплекс работ по инженерной подготовке в следующем составе:
снятие дернорастительного или пахотного слоя в местах установки фундаментов, в увязке с общей планировкой застраиваемого участка;
выполнение предусмотренных проектом работ по отводу поверхностных вод.
6.3. Во избежание водонакопления и осыпки стенок траншей (котлованов) отрывку их следует производить после завоза фундаментных блоков и других строительных материалов, необходимых для устройства мелкозаглубленных фундаментов.
6.4. После укладки фундаментных блоков пазухи траншей (котлованов) должны быть засыпаны предусмотренным в проекте материалом (непучинистым или местным грунтом) с обязательным уплотнением.
6.5. После окончания работ по устройству фундаментов следует незамедлительно закончить вокруг здания планировку с обеспечением стока атмосферных вод от здания и устройством отмосток.
6.6. Не допускается оставлять мелкозаглубленные (незаглубленные) фундаменты незагруженными на зимний период. Если это условие по каким-либо обстоятельствам оказывается невыполнимым, вокруг фундаментов следует устраивать временно теплоизоляционные покрытия из опилок, шлака, керамзита, шлаковаты, соломы и других материалов, предохраняющих грунт от промерзания.
6.7. Запрещается устраивать мелкозаглубленные фундаменты на промерзшем основании. В зимнее время допускается устраивать такие фундаменты только при условии глубокого залегания грунтовых вод с предварительным оттаиванием мерзлого грунта и обязательной засыпкой пазух непучинистым материалом.
Приложение 1
Определение расчетной предзимней влажности грунта
Приложение 2
Расчет деформации пучения ненагруженной поверхности грунта
в которой
2. Деформация пучения ненагруженной поверхности песчаного грунта определяется по формуле
Таблица
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Наименование вида грунта | Число пластичности грунта | Температура прекращения пучения | Значение параметра | Значение коэффициента при расчетной температуре грунта , °C | ||||||||
|
|
|
| -0,3 | -0,5 | -1 | -2 | -3 | -4 | -6 | -8 | -10 |
Супесь | 0,02  0,07 | -1,5 | 3,55 | 0,6 | 0,5 | 0,4 | 0,35 | 0,33 | 0,3 | 0,28 | 0,26 | 0,25 |
Супесь пылеватая
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Суглинок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Суглинок пылеватый | 0,07 0,13 | -2,0 | 4,25 | 0,7 | 0,65 | 0,6 | 0,5 | 0,48 | 0,45 | 0,43 | 0,41 | 0,4 |
|
| -2,5 | 5,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Суглинок | 0,13 0,17 | -2,5 | 3,8 | - | 0,75 | 0,65 | 0,55 | 0,53 | 0,5 | 0,48 | 0,46 | 0,45 |
Суглинок пылеватый
|
| -3 | 5,35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Глина | 0,17 | -4,0 | 2,5 | - | 0,95 | 0,9 | 0,65 | 0,63 | 0,6 | 0,58 | 0,56 | 0,55 |
Приложение 3
Определение сопротивления смещению мерзлого грунта
относительно фундамента
.3.
3. Расчетная температура грунта под фундаментом определяется по формуле
при
Таблица
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетная температура грунта под фундаментом , ° С | Средняя скорость пучения грунта  x10 м/сутки, промерзающего под подошвой фундамента | |||||||||||||||||||
| 0,02 | 0,04 | 0,06 | 0,08 | 0,1 | 0,12 | 0,14 | 0,16 | 0,18 | 0,2 | 0,25 | 0,3 | 0,35 | 0,4 | 0,45 | 0,5 | 0,55 | 0,6 | 0,65 | 0,7 |
-0,6 | 0,5 | 1,1 | 1,6 | 2,2 | 2,7 | 3,3 | 3,8 | 4,4 | 4,9 | 5,5 | 6,8 | 8,2 | 9,6 | 11,0 | 12,3 | 13,7 | 15,1 | 16,4 | 17,8 | 19,2 |
-0,8 | 0,6 | 1,2 | 1,8 | 2,4 | 3,0 | 3,6 | 4,2 | 4,8 | 5,4 | 6,0 | 6,6 | 9,1 | 10,6 | 12,1 | 13,6 | 15,2 | 16,7 | 18,2 | 19,7 | 21,2 |
-1 | 0,7 | 1,3 | 2,0 | 2,7 | 3,0 | 4,0 | 4,7 | 5,4 | 6,1 | 6,7 | 8,4 | 10,1 | 11,8 | 13,5 | 15,2 | 16,9 | 18,6 | 20,2 | 21,0 | 23,6 |
-1,2 | 0,75 | 1,5 | 2,2 | 3,0 | 3,8 | 4,5 | 5,2 | 6,0 | 6,7 | 7,5 | 9,4 | 11,2 | 13,1 | 15,0 | 16,9 | 18,8 | 20,6 | 22,5 | 24,4 | 26,2 |
-1,4 | 0,8 | 1,6 | 2,5 | 3,3 | 4,1 | 5,0 | 5,8 | 6,7 | 7,5 | 8,3 | 10,4 | 12,5 | 14,6 | 16,7 | 18,8 | 20,8 | 22,9 | 25,0 | 27,1 | 29,2 |
-1,6 | 0,9 | 1,8 | 2,8 | 3,7 | 4,6 | 5,6 | 6,5 | 7,4 | 8,3 | 9,3 | 11,6 | 13,9 | 16,2 | 18,5 | 20,8 | 23,2 | 25,4 | 27,8 | 30,1 | 32,4 |
-1,8 | 1,0 | 2,0 | 3,1 | 4,1 | 5,1 | 6,2 | 7,2 | 8,2 | 9,3 | 10,3 | 12,8 | 15,4 | 18,0 | 20,6 | 23,1 | 25,7 | 28,3 | 30,8 | 33,4 | 36,0 |
-2 | 1,1 | 2,3 | 3,4 | 4,6 | 5,7 | 6,9 | 8,0 | 9,1 | 10,3 | 11,4 | 14,3 | 17,1 | 20,0 | 22,8 | 25,7 | 28,6 | 31,4 | 34,2 | 37,1 | 40,0 |
-2,2 | 1,3 | 2,5 | 3,8 | 5,1 | 6,3 | 7,6 | 8,9 | 10,1 | 11,4 | 12,7 | 15,8 | 19,0 | 22,2 | 25,4 | 28,6 | 31,7 | 34,9 | 38,0 | 41,2 | 44,4 |
-2,4 | 1,4 | 2,8 | 4,2 | 5,6 | 7,0 | 8,5 | 9,8 | 11,3 | 12,7 | 14,1 | 17,6 | 21,1 | 24,7 | 28,2 | 31,7 | 35,2 | 38,8 | 42,3 | 45,8 | 49,3 |
-2,6 | 1,5 | 3,1 | 4,7 | 6,2 | 7,8 | 9,4 | 10,9 | 12,5 | 14,1 | 15,6 | 19,5 | 23,5 | 27,4 | 31,3 | 35,2 | 39,1 | 43,0 | 47,0 | 50,9 | 54,8 |
-2,8 | 1,7 | 3,5 | 5,2 | 6,9 | 8,7 | 10,4 | 12,1 | 13,9 | 15,6 | 17,4 | 21,7 | 26,0 | 30,4 | 34,8 | 39,1 | 43,5 | 47,8 | 52,1 | 56,5 | 60,8 |
-3 | 1,9 | 3,8 | 5,8 | 7,7 | 9,6 | 11,6 | 13,5 | 15,4 | 17,4 | 19,3 | 24,1 | 28,9 | 33,8 | 38,6 | 43,4 | 48,3 | 53,1 | 57,9 | 62,8 | 67,6 |
-3,2 | 2,1 | 4,2 | 6,4 | 8,6 | 10,7 | 12,9 | 15,0 | 17,2 | 19,3 | 21,5 | 26,8 | 32,2 | 37,6 | 42,9 | 48,3 | 53,7 | 59,0 | 64,4 | 69,8 | 75,1 |
-3,4 | 2,4 | 4,7 | 7,2 | 9,5 | 11,9 | 14,3 | 16,7 | 19,1 | 21,5 | 23,8 | 29,8 | 35,8 | 41,7 | 47,7 | 53,6 | 59,6 | 65,6 | 71,5 | 77,5 | 83,4 |
-3,6 | 2,6 | 5,3 | 7,9 | 10,6 | 13,2 | 15,9 | 18,5 | 21,2 | 23,8 | 26,5 | 33,1 | 39,7 | 46,3 | 53,0 | 59,6 | 66,2 | 72,8 | 79,4 | 86,1 | 92,7 |
-4 | 3,3 | 6,5 | 9,8 | 13,1 | 16,3 | 19,6 | 22,9 | 26,1 | 29,4 | 32,7 | 40,8 | 49,0 | 57,2 | 65,3 | 73,5 | 81,7 | 89,8 | 98,0 | 106,2 | 114,3 |
-4,2 | 3,6 | 7,2 | 10,9 | 14,5 | 18,1 | 21,8 | 25,4 | 29,0 | 32,7 | 36,3 | 45,4 | 54,4 | 63,5 | 72,6 | 81,6 | 90,7 | 99,8 | 108,8 | 117,9 | 127,0 |
-4,4 | 4,0 | 8,1 | 12,1 | 16,1 | 20,1 | 24,2 | 28,2 | 32,2 | 36,3 | 40,3 | 50,4 | 60,4 | 70,5 | 80,6 | 90,7 | 110,8 | 120,9 | 131,0 | 131,0 | 141,0 |
-4,6 | 4,5 | 9,0 | 13,4 | 17,9 | 22,4 | 26,9 | 31,3 | 35,8 | 40,3 | 44,8 | 55,9 | 67,1 | 78,3 | 89,5 | 100,7 | 111,9 | 123,1 | 134,3 | 145,5 | 156,7 |
-4,8 | 5,0 | 9,9 | 14,9 | 20,0 | 24,9 | 29,8 | 34,8 | 39,8 | 44,7 | 49,7 | 62,1 | 74,6 | 87,0 | 99,4 | 111,9 | 124,3 | 136,7 | 149,1 | 161,6 | 174,0 |
-5 | 5,5 | 11,0 | 16,6 | 22,1 | 27,6 | 33,1 | 38,7 | 44,2 | 49,7 | 55,2 | 69,0 | 82,8 | 96,6 | 100,4 | 12...,2* | 138,0 | 151,9 | 165,7 | 170,5 | 193,3 |
-5,2 | 6,1 | 12,3 | 18,4 | 24,5 | 30,7 | 36,8 | 42,9 | 49,1 | 55,2 | 61,3 | 76,7 | 92,0 | 107,3 | 122,7 | 138,0 | 153,3 | 168,7 | 184,0 | 199,3 | 214,7 |
-5,4 | 6,8 | 13,6 | 20,4 | 27,2 | 34,1 | 40,9 | 47,7 | 54,5 | 61,3 | 68,1 | 85,2 | 102,2 | 119,7 | 136,2 | 153,3 | 170,3 | 187,3 | 204,4 | 221,4 | 238,4 |
-5,6 | 7,6 | 15,1 | 22,7 | 30,3 | 37,8 | 45,4 | 53,0 | 60,5 | 68,1 | 75,7 | 94,6 | 113,5 | 132,4 | 15...,3* | 170,2 | 189,2 | 208,1 | 227,0 | 246,0 | 264,8 |
-5,8 | 8,4 | 16,8 | 25,2 | 33,6 | 42,0 | 50,4 | 58,8 | 67,2 | 75,6 | 84,0 | 106,1 | 126,1 | 147,1 | 168,1 | 189,1 | 210,1 | 231,1 | 252,1 | 273,1 | 294,1 |
-6 | 9,3 | 18,7 | 28,0 | 37,3 | 46,7 | 56,0 | 65,3 | 74,7 | 84,0 | 93,3 | 116,7 | 140,0 | 163,4 | 186,7 | 210,0 | 233,4 | 256,7 | 280,0 | 303,4 | 326,7 |
Приложение 4*
Расчет показателя гибкости конструкций здания
для оснований столбчатых фундаментов
).
Момент инерции поперечного сечения стены определяется по формуле
Площадь поперечного сечения стены определяется по формуле
Расстояние от центра тяжести приведенного поперечного сечения стены до ее нижней грани определяется по формуле
5. Расстояние от главной центральной оси поперечного сечения фундамента до условной нейтральной оси системы фундамент-цоколь-пояс усиления-стена определяется по формуле
.
Приложение 5
ПРИМЕР РАСЧЕТА МЕЛКОЗАГЛУБЛЕННОГО ЛЕНТОЧНОГО ФУНДАМЕНТА
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
1. Требуется запроектировать мелкозаглубленный фундамент одноэтажного здания с полами по цокольному перекрытию, возводимого вблизи г.Вологды.
C.
2. Инженерно-геологические условия площадки строительства.
Грунты площадки представлены покровными суглинками, которые в пределах нормативной глубины промерзания имеют следующие характеристики:
2. ОЦЕНКА ПУЧИНИСТОСТИ ГРУНТОВ
Согласно данным "Справочника по климату", вып.1 (Л.,Гидрометеоиздат, 1968) среднемесячное количество осадков, выпадающих в летне-осенний период в районе г. Вологды (табл.1a, станции 320, 321), составляет:
|
|
|
|
|
|
Месяц | VI | VII | VIII | IX | Х |
количество осадков, мм | 74 | 76 | 75 | 72 | 58 |
Расчетное количества осадков за период 1,7 месяца до начала промерзания грунта равно:
Согласно табл.1 настоящих норм площадка сложена среднепучинистыми грунтами. На основе полученного результата по п.3.5 настоящих норм производится выбор конструктивного решения фундамента.
3. КОНСТРУКТИВНОЕ РЕШЕНИЕ
Принимаем сборно-монолитный фундамент из армированных блоков, уложенных на песчаную подушку.
4. РАСЧЕТ ЛЕНТОЧНОГО ФУНДАМЕНТА
1. Проверка устойчивости здания на действие касательных сил морозного пучения.
18<25,6
Таким образом, условие устойчивости выполняется.
2. Расчет основания по деформациям пучения.
Согласно табл.3 приложения 2:
4. Определим величину пучения под подошвой фундамента с учетом давления по подошве фундамента от внешней нагрузки.
Давление пучения на подошву фундамента от нормальных сил пучения определим по формуле (4.6):
Деформацию пучения грунта основания с учетом давления под подошвой фундамента определим по формуле
Тогда
Из расчетов следует, что удовлетворяется только условие (4.1) настоящих норм.
6. Произведем расчет с учетом влияния жесткости фундамента и надземных конструкций на выравнивание неравномерных деформаций основания. Определим жесткость на изгиб системы фундамент - стена здания.
Момент инерции сечения участка стены над проемом относительно собственной главной центральной оси составит:
Расстояние между главной центральной осью сечения участка стены над проемом и главной центральной осью стены равно:
Момент инерции сечения участка стены над проемом относительно главной центральной оси всей стены составит:
Момент инерции участка стены по простенку относительно главной центральной оси стены составит:
Приведенный момент инерции сечения стены равен (формула (9) приложения 4 ВСН):
Приведенную площадь поперечного сечения стены рассчитаем по формуле (10) приложения 4.
Расстояние от центра тяжести приведенного поперечного сечения стены до ее нижней грани определим по формуле (11) приложения 4:
Расстояние от главной центральной оси поперечного сечения фундамента до условной нейтральной оси системы фундамент - стена определим по формуле (12) приложения 4.
Жесткость на изгиб поперечного сечения фундамента и стены в соответствии с формулами (5), (8) приложения 4 составит:
где
Приведенная жесткость на изгиб системы фундамент - стена равна (формула (4) приложения 4):
Таким образом, расчетом установлено, что эксплуатационная надежность здания на морозоопасном основании обеспечивается.