ВІДОМЧІ БУДІВЕЛЬНІ НОРМИ

УКРАЇНИ

ОСНОВИ І ФУНДАМЕНТИ

БУДІВЕЛЬ ТА СПОРУД

ПІДСИЛЕННЯ ФУНДАМЕНТІВ

БУДІВЕЛЬ ТА СПОРУД, ПОБУДОВАНИХ НА

ЛЕСОВИХ ГРУНТАХ,

БУРОІН'ЄКЦІЙНИМИ ПАЛЯМИ

ВБН В.2.1-1-97

Українська державна корпорація по виконанню

монтажних і спеціальних будівельних робіт

Київ 1997

Разроблені	Інститутом "Укргідроспецбудпроект" (канд. техн. наук Б.О. Бінєвич, інж. Ю.І. Чумаков, інж. М.Ф. Вахліс, інж. М.С. Ільницький, інж. М.І.Рижик)
	Київським державним технічним університетом будівництва та архітектури (докт. техн. наук І.П. Бойко, канд. техн. наук М.В.Корнієнко, інж. О.Ф. Лебеда, інж. Г. В. Глотов)
Погоджені	Державним Комітетом будівництва, архітектури та житлової політики України лист від 26.03.98 №12-4/111
Внесені на затвердження	Управлінням технічного розвитку виробництва корпорації "Укрмонтажспецбуд"
Затверджені	Наказом корпорації "Укрмонтажспецбуд" від 14.04.98 № 12 та введені в дію з 1.05.98

ВІДОМЧІ БУДІВЕЛЬНІ НОРМИ УКРАЇНИ

Основи і фундаменти будівель та споруд. Підсилення фундаментів будівель та споруд, побудованих на лесових грунтах, буроін'екційними палями

ВБН В.2.1 -1 - 97 Вводяться вперше

Дані норми визначають порядок проектування та виконання підсилення фундаментів будівель і споруд промислового та цивільного призначення буроін'єкційними палями на ділянках, що складені лесовими просідаючими та непросідаючими грунтами.

Дані норми є обов'язковими для застосування усіма проектно-вишукувальними та будівельними організаціями системи Укрмонтажспецбуду, незалежно від їх форми власності, при розробці ними проектів і виконанні робіт по підсиленню існуючих фундаментів буроін'єкційними палями.

Дані норми поширюються на проектування і улаштування буроін'єкційних паль, застосовуваних для підсилення фундаментів будівель і споруд, які підлягають реконструкції та ремонту і збудовані на лесових просідаючих грунтах, що відносяться до I типу грунтових умов за просіданням.

Проектування буроін'єкційних паль на майданчиках II типу грунтових умов за просіданням допускається тільки при їх вертикальному розташуванн, повній прорізці лесової товщі і спиранні на підстильні непросідаючі грунти з урахуванням негативного тертя по боковій поверхні паль у відповідності з вимогами СНиП 2.02.03.

Методика даних норм може бути використана при проектуванні і влаштуванні підсилення існуючих фундаментів буроін'єкційними палями і в інших грунтах : пилувато-глинистих і піщаних.

Перелік документів і стандартів, на які мають місце посилання в тексті, наведений у додатку М даних норм.

1 ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

1.1 Норми складені в розвиток діючих СНиП 2.02.01, СНиП 2.01.09, СНиП 2.02.03.

1.2 При проектуванні і влаштуванні буроін'єкційних паль на підроблюваних, карстових територіях та в сейсмічних районах (при розрахунковій сейсмічності вище 6 балів); а також і в умовах, коли лесова просідаюча основа може зазнавати динамічного впливу від машин і обладнання або технологічних процесів (розрахункова сейсмічність вище 5 балів) необхідно враховувати вимоги відповідних нормативних документів (СНиП 2.01.09, СНиП ІІ-94, СНиП ІІ-7, СНиП 2.02.05).

1.3 Застосуванню буроін'єкційних паль при підсиленні фундаментів слід віддавати перевагу перед іншими способами, якщо деформації конструкцій будівлі (споруди), що мають місце, викликані нерівномірними деформаціями основи, і в подальшому можливе їх збільшення, коли необхідно:

а) надійно підсилити основу і тіло фундаментів одночасно;

б) досягнути повної стабілізації будівлі при подальшій експлуатації її, в тому числі і при збільшенні навантаження, що передається на фундаменти;

в) при просідаючих основах - забезпечити безпечну передачу на основу навантажень від стрічкових фундаментів в межах 50 - 500 кН/пог.м або 200 - 2000 кН від окремо стоячого фундаменту при додаткових осіданнях основи не вище 10 - 15 мм;

г) повністю прорізати товщу просідання потужністю 5 -15 м;

Доцільність застосування буроін'єкційних паль для підсилення основ та фундаментів будівель повинна підтверджуватись техніко-економічним обгрунтуванням.

1.4 Буроін'екційні палі не рекомендується застосовувати для підсилення, якщо в межах майданчику в лесовій товщі мають місце або прогнозуються сильно або середньоагресивні за СНиП 2.03.11 підземні води, включаючи і техногенні.

1.5 Найбільш розповсюджені схеми підсилення існуючих фундаментів будівель та споруд буроін'єкційними палями в залежності від характеристик основи, конструктивних особливостей і розмірів існуючих фундаментів, величини і характеру діючих навантажень і можливості виконання робіт наведені у додатку А.

2 КОНСТРУКТИВНІ СХЕМИ ПІДСИЛЕННЯ ФУНДАМЕНТІВ БУДІВЕЛЬ 

ТА СПОРУД БУРОІНЄКЦІЙНИМИ ПАЛЯМИ

2.1 При визначенні конструктивної схеми підсилення фундаментів слід враховувати особливості спільної роботи системи "будівля - лесова основа" як в умовах, що склалися на момент розглядання, так і з урахуванням прогнозу подальших змін у плануванні і конструкціях будівлі, величини і характеру навантажень на фундаменти, міцності матеріалу існуючих фундаментів і фізико-механічних властивостей грунтів основ з тим, щоб забезпечити надійну експлуатацію будівлі.

2.2 При розробці проекту підсилення буроін'єкційними палями фундаментів будівель, розташованих у безпосередній близькості від інших будівель, слід враховувати можливість їх влаштування і впливу навантаження від сусідніх будівель і споруд на палі підсилення.

2.3 Для підсилення основ та фундаментів рекомендується використовувати буроін'єкційні палі діаметром 100 - 250 мм і довжиною від 3 до 25 м. Використання інших можливих розмірів дозволяється при відповідному обгрунтуванні.

2.4 Буроін'єкційні палі застосовують для підсилення стрічкових, окремо стоячих (стовпчастих) і плитних фундаментів в межах всієї будівлі таким чином, щоб забезпечити рівність деформацій всіх фундаментів будівлі і запобігти виникненню недопустимої різниці осідань чи просідань, які розвиваються після підсилення.

Допускається в окремих випадках підсилення пальових фундаментів будівель або їх відсіків буроін'єкційними палями. При цьому можливе підсилення тільки тих існуючих пальових фундаментів будівлі, які потребують цього за розрахунком.

2.5 Буроін'єкційні палі, що підсилюють фундаменти, об'єднуються ростверками. Допускається не виконувати ростверки, якщо палі безпосередньо жорстко чи гнучко зв'язані з існуючим фундаментом або використовуються як армуючий елемент основи.

2.6 Конструктивні схеми підсилення фундаментів буроін'єкційними палями за ознакою взаємодії паль з існуючими фундаментами поділяються на жорсткі, піддатливі (гнучкі) і відокремлені. В жорстких і гнучких схемах палі та існуючі фундаменти зв'язані конструктивно, а у відокремлених - палі і фундаменти не зв'язані безпосередньо, а взаємодіють крізь грунт основи.

2.7 В жорстких конструктивних схемах (додаток А, схеми 1, 2, 4, 5, 8, 10, 17, 20, 21, а також 3, 6, 7, 16, 18, 19 при жорсткому об'єднанні ростверків з фундаментами і палями) об'єднання буроін'єкційних паль, що знаходяться за межами існуючих фундаментів, здійснюється за допомогою ростверків, улаштованих вище верхнього уступу фундаменту, в межах висоти існуючого фундаменту або нижче його підошви. Такі схеми застосовуються тоді, коли міцність тіла фундаменту достатня, і він може працювати надійно в подальшому, не вимагаючи додаткових заходів по підсиленню.

При достатній міцності тіла існуючого фундаменту та незначних розмірах його підошви, буроін'єкційні палі можуть проходити крізь тіло фундаменту.

2.8 В гнучких конструктивних схемах (додаток А, схеми 3, 6, 7, 16, 18, 19 при гнучкому об'єднанні ростверка з фундаментом і палями) зв'язок між буроін'єкційними палями і фундаментом допускає заданий рівень піддатливості у вертикальному та (або) горизонтальному напрямку.

Цей спосіб підсилення використовується в тих випадках, коли конструкція фундаментів є достатньо надійною, але необхідно допустити можливість вирівнювання раніш виявлених нерівномірних деформацій основи.

2.9 Конструктивні схеми з відокремленими буроін'єкційними палями (додаток А, схеми 11 - 15) допускають значно більші деформації основи, але такі, що не перевищують граничні. В цьому випадку буроін'єкційні палі використовуються для:

а) сприймання бокового тиску грунту і недопущення його випору на ділянках можливого послаблення;

б) армування основи або обмеження потужності стиснутої зони та зменшення тим самим вертикальних деформацій;

в) підвищення стійкості основи на глибинний зсув.

При цих конструктивних схемах палі безпосередньо не зв'язані з фундаментом. Такі схеми можуть використовуватись і для підсилення фундаментів будівель при неможливості виконання схем, наведених у 2.7. и 2.8.

2.10 Конструктивні схеми, наведені у 2.7 - 2.9, можуть бути також комбінованими. Вибір схем повинен носити індивідуальний характер, який забезпечує найбільш раціональну форму підсилення.

2.11 Поряд з буроін'єкційними палями в межах однієї будівлі дозволяється у випадку необхідності застосовувати також буронабивні, буроопускні палі або вдавлювані палі. При цьому абсолютні деформації основи повинні бути одного рівня і не перевищувати нормативно допустимих.

2.12 Для будівель, розташованих у межах схилів, повинна розрахунком підтверджуватись загальна стійкість схилу в умовах застосування буроін'єкційних паль і, у випадку необхідності, - застосовуватись додаткові заходи по підвищенню стійкості схилів.

2.13 Влаштування підсилення із застосуванням буроін'єкційних паль повинно задовольняти вимогам природоохоронного законодавства.

3 ОБСТЕЖЕННЯ БУДІВЕЛЬ ТА СПОРУД, ОСНОВИ І

ФУНДАМЕНТИ ЯКИХ ВИМАГАЮТЬ ПІДСИЛЕННЯ

3.1 Обстеження будівель та споруд є першим етапом робіт по проектуванню підсилення. Воно включає в себе вивчення стану надземних і підземних конструкцій будівлі і грунтів основи з прогнозованою оцінкою можливого замочування і погіршення роботи лесової просідаючої основи і будівлі в цілому з урахуванням вимог нормативних документів і рекомендацій даного розділу.

3.2 Обстеження будівлі включає в себе:

а) аналіз існуючих робочих креслень та (або) складання обмірних креслень будівлі або споруди з урахуванням розташування сусідніх будівель та споруд, а також підземних комунікацій;

б) візуальне обстеження стану матеріалу фундаментів і несучих конструкцій будівлі з виявленням місць їх можливого деформування;

в) збір та вивчення наявних документів, матеріалів і даних, що розкривають особливості експлуатації будівлі і розвитку її деформації на протязі часу.

г) відбір зразків матеріалу фундаментів і підземних конструкцій та вивчення його властивостей в лабораторії та (або) опробування його на місці методами неруйнівного контролю з метою кількісної оцінки його міцності, деформативності і відповідності проектним значенням на окремих ділянках будівлі;

д) оцінку інженерно-геологічних умов майданчика з точки зору забезпечення необхідної несучої здатності фундаментів та розвитку можливих деформацій і, насамперед, деформацій просідання основи будівлі та їх впливу на спільну роботу системи "будівля-просідаюча основа". Якщо зібраного матеріалу для цих цілей недостатньо, необхідно виконати додаткові інженерно-геологічні вишукування у відповідності з вимогами розділу 4 даних норм.

е) організацію і проведення, у випадку необхідності, візуальних або геодезичних спостережень за розвитком виявлених деформацій в несучих конструкціях будівель та споруд, в тому числі основ, та фундаментів, включаючи влаштування марок і маяків, з метою уточнення характеру деформацій будівлі;

ж) виявлення причин деформацій будівлі і можливих джерел погіршення роботи основи (замочування, водозниження, земляні роботи, будівництво сусідніх об'єктів, зміни в об'ємно-планувальних рішеннях та (або) конструкціях будівлі, величині і характері навантажень, що передаються на фундаменти), а також інших можливих причин послаблення основи або конструкцій будівлі, і визначення можливих заходів часткового або повного припинення їх шкідливого впливу на роботу будівлі;

к) детальну оцінку особливостей конструктивних рішень фундаментів і цокольної частини будівлі, їх відкритості для виконання робіт на предмет їх можливого підсилення буроін'єкційними палями;

л) оцінку необхідності прийняття інших заходів по підсиленню чи ліквідації наслідків порушення надземних конструкцій будівлі у випадку застосування буроін'єкційних паль;

м) Загальну оцінку прилеглих до обстежуваної будівель та споруд з точки зору їх можливого впливу до і після підсилення. Існуючі деформації в несучих конструкціях цих будівель (споруд) повинні бути зафіксовані до початку робіт по підсиленню.

н) складання письмового висновку або звіту за результатами обстеження (з наведенням необхідного графічного матеріалу), включаючи висновки про стан грунтів основи, фундаментів і несучих конструкцій та рекомендації по підсиленню будівлі буроін'єкційними палями.

3.3 При проведенні обстеження і розробці рекомендацій по підсиленню слід виходити з того, що стан будівлі розглядається і оцінюється для наступних випадків:

а) будівля знаходиться в аварійному стані;

б) окремі частини будівлі сильно деформовані, можливе збільшення їх деформацій на протязі часу, але будівля не знаходиться в аварійному стані;

в) окремі частини будівлі сильно або середньо деформовані, деформації основи і будівлі стабілізувались і їх розвиток на протязі часу не очікується;

г) стан всіх конструкцій будівлі - задовільний, деформації в несучих конструкціях незначні, рідкі чи відсутні, але можливі деформації просідання лесової основи при замочуванні та (або) деформації в конструкціях будівлі за рахунок нерівномірних просідань основи чи зміни якості матеріалу на протязі часу;

д) стан конструкцій будівлі - задовільний, деформації в несучих конструкціях відсутні або вони незначні і викликані місцевими порушеннями матеріалу та їх розвиток на протязі часу при існуючих умовах експлуатації неможливий, але при збільшенні навантажень чи зміні характеру їх прикладання такі деформації можуть виявитись;

е) стан конструкцій будівлі задовільний і їх деформації на протязі часу ні в разі зміни інженерно-геологічних умов, ані при збільшенні навантажень у заданому діапазоні не будуть виявлятись.

3.4 При обстеженні будівлі в першу чергу повинно бути встановлено, в якій мірі деформації, що мають місце, та пошкодження надземних і підземних конструкцій, викликані нерівномірним просіданням лесової основи і в чому виявляються особливості спільної роботи системи "будівля - просідаюча основа".

3.5 В оцінці стану надземних конструкцій, насамперед, повинна бути приділена увага до стін, стовпів, колон, перекрить, сходів та інших несучих конструкцій, а також до підлог, покрівлі та водонесучих мереж з точки зору можливості постійного чи періодичного попадання води в основу. Всі встановлені деформації і порушення повинні бути нанесені на креслення фасадів, планів і розгорток стін.

3.6 При обстеженні підземних конструкцій слід вивчити геометричні розміри та матеріал фундаментів, їх стан, а також тип та якість гідроізоляції, підлог в підвальних приміщеннях і стан водонесучих комунікацій в межах будівлі та за її межами до оглядових колодязів. Особливу увагу слід приділити стану вимощень, можливому впливу сусідніх будівель та споруд і земляних робіт, які ведуться поблизу, оцінюючи їх вплив на підвищення вологості лесових грунтів і виявлення деформацій просідання основи.

3.7 Одержані дані обстеження, повинні бути перевірені, запротокольовані і розглянуті у встановленому порядку. Остаточні висновки повинні враховувати, насамперед, фактичний стан будівлі або споруди.

3.8 Результати обстеження повинні бути повними і максимально забезпечувати вихідні дані для розробки проекту підсилення просідаючих основ та фундаментів буроін'єкційними палями.

3.9 Додаткові дані про стан несучих конструкцій та грунтів можуть бути одержані і уточнені в процесі виконання робіт по підсиленню. У зв'язку з цим повинно бути проведене коригування розробленого проекту підсилення.

4 ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНІ ВИШУКУВАННЯ

4.1 Інженерно-геологічні вишукування проводяться у відповідності з вимогами СНиП 1.02.07, СНиП 2.02.01, СНиП 2.02.03, СНиП 2.01.09 та вказівками даного розділу.

4.2 Інженерно-геологічні вишукування, як і обстеження стану будівлі, є обов'язковим етапом одержання необхідних даних щодо грунтів основи з метою:

а) оцінки спільної роботи системи "будівля-просідаюча основа" на момент обстеження і вишукувань і прогнозу їх зміни на протязі часу;

б) розробки проекту підсилення основ та фундаментів буроін'єкційними палями.

4.3 Інженерно-геологічні вишукування повинні бути проведені з метою уточнення даних про будову лесової товщі, її загальну потужність, зміни фізичних характеристик, модуля деформації та показників просідання по глибині, рівень грунтових вод, наявність верховодки та можливої зони замочування основи, а також дати характеристику підстильних грунтів. Окрім того, необхідно скласти прогноз зміни властивостей лесової товщі на протязі часу.

4.4 При вишукуваннях на майданчику перевагу слід віддавати бурінню свердловин та статичному зондуванню. Проходка шурфів обмежується необхідністю виявлення конструкції фундаментів і визначення властивостей лесового грунту на рівні і безпосередньо під підошвою фундаменту. Для оцінки однорідності будови лесової товщі допускається використання динамічного зондування. Випробування грунтів статичним навантаження за допомогою штампів (в шурфах або свердловинах) слід проводити при необхідності уточнення модуля деформації, початкового тиску просідання та відносного просідання грунту на відстані не менше 10 м від будівлі (споруди) і тільки в тих випадках, коли їх влаштування не порушує основи, а локальне замочування в основі штампу не викличе додаткового зволоження основ будівлі, що обстежується, та сусідніх з нею будівель та споруд. Особливу увагу при цьому необхідно звернути на наявність прошарків піску в лесовій товщі та (або) підготовки, засипки з дренуючого грунту чи матеріалу.

Замочування дослідних котлованів з метою визначення величини просідання під дією власної ваги грунту і встановлення типу грунтових умов майданчика за просіданням виконується, як виняток, тільки в тих випадках, коли одразу необхідно виконати підсилення декількох будівель, розташованих в одному районі, на майданчиках, вільних від забудови, з ідентичними грунтовими умовами і віддалених від існуючих будівель на відстані, яка забезпечує неможливість замочування основи існуючих фундаментів будівлі (звичайно не менше 100 м), якщо інші методи встановлення типу грунтових умов дають суперечливі дані.

Для підвищення вірогідності комплексної оцінки будівельних властивостей лесових грунтів за погодженням із замовником дозволяється також використання інших методів вишукувань, не обумовлених вище.

4.5 Якщо основа будівлі, що обстежується, зазнавала ущільнення чи закріплення раніш при будівництві або в процесі експлуатації, то необхідно при вишукуваннях виявити обсяг та якість перетворених грунтів шляхом буріння додаткових свердловин і виконання зондування на глибину, порушену перетворюванням грунту, а також провести необхідні випробування цих грунтів у лабораторії.

4.6 Кількість розвідувальних свердловин та їх глибина повинні призначатись виходячи з конкретних умов будови лесової товщі і характеру підстилаючих її грунтів, характеристики конструкцій будівлі та її об'ємно-планувального рішення, глибини закладення фундаментів і навантажень на іхній підошві. Крім того, треба враховувати, що свердловини, які влаштовуються, повинні розкривати будову лесової товщі по глибині та в плані, дозволяти оконтурювати зони можливого замочування і диференціювати їх за рівнем зволожування.

Кількість свердловин, призначених для виявлення лесових грунтів і визначення їх товщі, може бути зменшена на половину від загальної кількості свердловин. Потужність підстильних шарів, що її проходять свердловини, повинна забезпечувати надійне проектування буроін'єкційних паль, які спираються на ці непросідаючі шари, і складати не менше 3,0 - 5,0 м в залежності від їх діаметра.

Не дозволяється призначати глибину всіх свердловин на рівні підземних вод, які знаходяться у межах лесової товщі, вважаючи водонасичений лесовий грунт непросідаючим і на основі цього приймаючи його за шар, який підстилає просідаючу товщу.

Відбір зразків з технічних свердловин повинен виконуватись по глибині через 1-2 м та з кожної літологічної відмінності грунту у встановлених обсягах. Дозволяється відбір зразків порушеної структури для збільшення обсягів інформації про вологість грунту та його стан.

4.7 Глибина шурфів не повинна перебільшувати глибину закладання підошви фундаменту більш ніж на 0,25-0,5 м. Кількість і розташування в плані шурфів визначається необхідністю одержання обгрунтованого уявлення про план фундаментів та характеристику їх перерізів. Мінімальна кількість шурфів в межах обстежуваної будівлі - 2. При шурфуванні фундаментів слід не допускати виникнення деформацій основи існуючих фундаментів.

Відбір зразків непорушеної структури з шурфів повинен забезпечувати порівняльну оцінку властивостей грунту, що знаходиться під фундаментом та за його межами.

4.8 Кількість точок зондування і його глибина повинні бути відповідними до призначеного обсягу буріння свердловин, щоб одержати додаткову розширену інформацію про будову лесової основи, стан грунтів за щільністю, вологістю і несучою спроможністю. При цьому слід надавати перевагу статичному зондуванню.

4.9 Обсяги інших польових методів вишукувань, не обумовлених в 4.5-4.8., можуть призначатись, як додаткові, в залежності від повноти одержаної інформації рекомендованими методами, її вірогідності та поставлених завдань підсилення.

4.10 Лабораторні випробування зразків грунту повинні запезпечувати визначення виду і стану лесового грунту (за показником текучості, ступенем вологості і щільності складу), щільності при природній вологості і в сухому стані, стиснення грунтів природної вологості та при їх водонасиченні, оцінку просідання. Визначення показників міцності (питомого зчеплення і кута внутрішнього тертя) повинно носити контрольний характер.

Визначення інших характеристик лесового грунту (гранулометричного складу, наявності органічної речовини, карбонатності, коефіцієнту фільтрації, ущільнювання при оптимальній вологості та ін.) слід виконувати лише у випадку їх додаткового обгрунтування.

Обсяг лабораторних випробувань і методики випробувань повинні враховувати вимоги будівельних норм і правил, вказаних в 4.1, та діючих стандартів на випробування грунтів.

4.11 Випробування на просідання повинні переважно виконуватись на стандартних компресійних приладах за методикою двох кривих з контрольним визначенням відносного просідання на зразках природної вологості на останньому ступені завантаження. Кількість ступенів завантаження і величину максимального тиску на зразки грунту слід призначати з урахуванням вирішуваних завдань та умов майданчика. Максимальний тиск повинен бути не меншим 0,3 МПа.

За результатами випробування визначають відносне просідання  та початковий тиск просідання .

Застосування інших лабораторних методів випробування на просідання (наприклад, на інших приладах, за іншими методиками - прискореними, спрощеними) без необхідного обгрунтування не допускається.

4.12 Початковий тиск просідання  дорівнює такому тиску в грунті, вище за який, при насиченні грунту водою (Sr > 0,9 ) спостерігається розвиток деформацій просідання.

Величина визначається за графіком = f (p), побудованим на основі лабораторних випробувань, як величина, відповідна відносному просіданню - для лесових супісків = 0,01 , для лесових суглинків = 0,015. Початковий тиск просідання відповідає структурній міцності водонасиченого грунту.

При вказаній методиці визначення, за винятком слабопросідаючих грунтів,  буде мати знижене значення порівняно з фактичним у основі. Більш точні значення можуть бути одержані за результатами випробувань грунтів на майданчику або компресійних випробувань в атестованій лабораторії з урахуванням зминання грунту в штампах і сил тертя зразка об стінки кільця приладу.

4.13 Модуль деформації лесового грунту природної вологості  необхідно визначати за даними статичного зондування чи пресіометрії.

Дозволяється в тих випадках, коли польові випробування не проводились, визначати модуль деформації за даними компресійних випробувань для заданого діапазону тисків. При цьому модуль деформації Е визначається з урахуванням поправочного коефіцієнта за формулою

,      (1)

де  - поправочний коефіцієнт, який встановлюється на основі співставлення компресійного , МПа, і штампового модуля деформації, МПа,

,      для одного і того ж грунту.

Допускається призначати me з урахуванням фізичних характеристик грунту основи (додаток И, таблиця И.1).

4.14 Характеристики міцності грунту необхідно визначати випробуваннями на прямий зріз, за методикою ГОСТ 12248 , як правило тільки для непросідаючої лесової основи або грунтової подушки, коли питоме зчеплення С, кПа, і кут внутрішнього тертя , град., допускається використовувати для визначення розрахункового опору грунта основи R за формулою (7) СНиП 2.02.01.

В розрахунках просідаючих основ необхідно використовувати умову R, як цього вимагає 3.9.а СНиП 2.02.01.

В розрахунках стійкості просідаючої основи слід використовувати значення С і  визначені для водонасиченого стану грунту.

4.15 Допускається проведення додаткових випробувань грунтів в атестованій лабораторії, які підвищують вірогідність стандартних випробувань лесових грунтів, вказаних вище. Доцільність таких випробувань повинна бути доведена і погоджена з організаціями, що склали дані норми.

4.16 Попередня оцінка просідання лесових грунтів може виконуватись на основі їх фізичних показників за графіками додатку В.

4.17 Тип грунтових умов майданчику за просіданням при замочуванні під дією власної ваги приймається у відповідності з вимогами СНиП 2.02.01.

Значення просідання від власної ваги грунту, що відокремлює І и ІІ тип грунтових умов, повинно прийматися не більше 5 см, але і не менше 1 см з урахуванням можливості виявлення додаткового навантаження на бічну поверхню буроін'єкційних паль.

4.18 Тип грунтових умов майданчика будівлі (споруди) за просіданням і величину можливого просідання під дією власної ваги з урахуванням вимог 4.3, 4.4 дозволяється встановлювати за:

1) результатами замочування дослідних котлованів розміром в плані не менше 10x10 м або , але не більше 20x20 м;

2) результатами замочування малих дослідних котлованів розмірами в плані ЗхЗ м з улаштуванням по його периметру вертикальних огороджуючих щілин (виконуються бурінням чи прорізанням) на повну потужність товщ просідання;

3) даними штампових випробувань, виконаних по глибині;

4) даними лабораторних випробувань в компресійних приладах.

Попередню оцінку типу грунтових умов за просіданням допускається визначати:

а) за картосхемами (додаток Г);

б) з урахуванням потужності товщі просідання (додаток Д).

Підтверження типу грунтових умов майданчика може проводитись на основі детального вивчення стану обстежуваної і сусідніх будівель та споруд і виявлення ділянок просідання поверхні в цьому районі, а також із досвіду будівництва в даному регіоні чи території міста, району.

Примітка. Вказані методи попередньої оцінки наведені за порядком зростання надійності одержуваних даних. Близькі до дійсних значення просідання під дією власної ваги одержують при замочуванні дослідних котлованів. Визначення на основі стандартних лабораторних випробувань на просідання характеризується великою неточністю, особливо при значеннях просідання від 5 см до 15 - 25 см, коли тип грунтових умов у дійсності може бути як І, так і ІІ.

4.19 Розрахункова величина можливого максимального просідання від власної ваги грунту повинна встановлюватись за даними уточнених компресійних випробувань (4.11,4.12) за формулою

=, (2)

;

, (3)

де - відносне просідання і-того шару при тиску водонасиченого грунту (природного тиску, обчисленого для грунту з Sr = 0,9 ), що визначається за залежністю = f (p), одержаного при стандартних та уточнених компресійних випробуваннях;

- уточнена величина відносного просідання при тому ж тиску, що і ;

п - кількість розрахункових шарів, на які розподілена лесова товща;

hi - потужність і-того розрахункового шару грунту, яка приймається не більше 1 - 2 м;

- границя відносного просідання: для лесових супісків  = 0,01 , для лесових суглинків =0,015.

В розрахунку за формулою (3) значення  менші  не враховуються.

4.20 Виділення окремих інженерно-геологічних елементів (ІГЕ) слід проводити на основі польових і лабораторних визначень у встановленому порядку з урахуванням прийнятого стратиграфічного розподілу і глибини залягання шарів грунту. Категорично забороняється поєднувати лесові грунти однакової літологічної відмінності, що залягають на різній глибині, в один ІГЕ і, тим більше, розповсюджувати одержані фізичні характеристики, відносне просідання і початковий тиск просідання, визначені для верхніх шарів, на всю глибину.

4.21 Для майданчиків будівель, розташованих на схилах чи в межах плато в безпосередній близькості від схилу, при вишукуваннях необхідно встановлювати можливість розвитку зсувних явищ або розмивання поверхні.

4.22 При вишукуваннях повинно бути виявлено :

а) можливе розташування в межах території забудови будівлі насипних грунтів і послаблень у вигляді засипаних або відкритих старих котлованів, траншей, льохів, колодязів, катакомб та інших знижень поверхні;

б) наявність суфозії чи можливість її виявлення в лесових або підстильних грунтах;

в) виникнення вимивань у грунті за рахунок витікання води з водонесучих систем, при попаданні атмосферних опадів чи поверхневих вод крізь вимощення або порушення в конструкціях будівлі.

4.23 При вишукуваннях слід встановити наявність підземних вод, виявити зону їх живлення і розвантаження, сільовий склад, оцінити сезонні зміни рівня підземних вод та дати прогноз зміни їх рівня на перспективу.

4.24 Проведені вишукування повинні дати відповідь щодо змін фізико-механічних характеристик грунтів на протязі часу з тим, щоб можливо було врахувати це при розробці проекту підсилення.

5 ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ РОЗРАХУНКУ ФУНДАМЕНТІВ,

ПІДСИЛЮВАНИХ БУРОІН'ЄКЦІЙНИМИ ПАЛЯМИ

5.1 Розрахунок підсилення фундаментів буроін'єкційними палями необхідно вести як для пальових фундаментів у відповідності з вимогами СНиП 2.02.03 за фаничними станами:

а) першої групи:

- за міцністю матеріалу паль і пальових ростверків;

- за несучою здатністю грунту основи, паль;

- за несучою здатністю основ пальових фундаментів, якщо на них передаються значні горизонтальні навантаження, або якщо вони обмежені укосами чи знаходяться у межах схилів;

б) другої групи:

- за осіданнями основ паль і пальових фундаментів від вертикальних навантажень;

- за переміщенням паль спільно з грунтом основи від дії горизонтальних навантажень і моментів;

- за виникненням або розкриттям тріщин в елементах залізобетонних конструкцій пальових фундаментів.

5.2 Навантаження на лесову основу на рівні підошви фундаменту, як правило, повинні встановлюватись розрахунком, виходячи із сумісної роботи будівлі і основи згідно з вимогами СНиП 2.01.07, СНиП 2.02.01 і СНиП 2.02.03 на основі фактичних даних про конструкції будівлі і грунти основи, встановлених при обстеженні будівлі та інженерно-геологічних вишукуваннях. При виборі розрахункової статичної схеми будівлі слід враховувати порушення в конструкціях будівлі і міцності їх матеріалу, що мали місце на момент обстеження, а в оцінці роботи основи - нерівномірні її деформації, що виявились, і можливість їх зміни під час експлуатації після підсилення фундаментів.

Також необхідно враховувати призначення і особливості завантаження будівлі в період її експлуатації, що передувала обстеженню, з моменту будівництва, що допоможе визначити фактичне завантаження конструкцій будівлі і основи. Якщо є сусідні будівлі чи споруди, то треба враховувати і їхній вплив на умови завантаження основ як на період обстеження, так і при подальшій експлуатації підсиленої будівлі.

Визначення навантажень, що передаються на фундаменти і основи, повинно проводитись самостійно для кожного стану, сполучення навантажень і періоду роботи будівлі. При цьому слід виходити з того, що врешті решт основа стане водонасиченою, а навантаження на фундаменти і основу будуть відповідати найбільш несприятливим умовам замочування. Якщо в конструкцію і (чи) роботу підземної частини будівлі будуть внесені зміни, то це повинно враховуватись і в розрахунку системи "будівля-фундамент-основа". В разі необхідного обгрунтування, як виняток, допускається визначення навантажень без урахування перерозподілу зусиль за рахунок жорсткості надземної частини будівлі і піддатливості основи (по окремих перерізах).

Примітка 1 Для практичних розрахунків рекомендується використовувати обчислювальні комплекси з їх реалізацією на ЕОМ: для каркасних будівель використовується обчислювальний комплекс "МИРАЖ", розроблений НДІАСБ, для будівель з несучими стінами - обчислювальний комплекс "КРАПОФ", розроблений НДІБК, або їх аналоги.

Примітка 2 Зважаючи на те, що запропоновані конструктивні схеми підсилення буроін'єкційними палями орієнтовані на розвиток додаткових деформацій до 20 - 30 мм, нерівномірні деформації при розрахунку навантажень на фундаменти недеформованих будівель і споруд допускається не враховувати.

5.3 Розрахунок підсилення фундаментів повинен викочуватись з урахуванням виду і стану існуючих фундаментів, прийнятого способу підсилення і конкретної розрахункової схеми у відповідності з 5.4 - 5.11. Розрахунок проводиться для окремо стоячого або на 1 пог.м. стрічкового фундаменту.

5.4 Для випадку підсилення фундаментів мілкого закладання буроін'єкційними палями із жорстким об'єднанням їх з існуючим фундаментом (див. 2.6, 2.7) повинна виконуватись умова

, (4)

де  - сумарне розрахункове вертикальне навантаження для другої групи граничних станів на рівні підошви підсиленого фундаменту, кН, визначається з урахуванням вказівок 5.2.

При простій ї конструктивній схемі, відсутності сусідніх будівель і споруд та для недеформованих будівель (при збільшенні навантажень на фундаменти у випадку реконструкції) з урахуванням примітки 2 до 5.2 допускається визначати , як остаточну, за формулою

, (5)

де        - розрахункове вертикальне навантаження від надземних конструкцій будівлі на верхньому уступі фундаменту, кН, з урахуванням реконструкції, що проводиться;

- вага існуючого фундаменту, кН;

- вага ростверка або інших елементів підсилення, кН;

- вага грунту на уступах фундаменту і ростверка, підлоги та (або) вимощення в цих межах і можливих постійних чи тривалих тимчасових навантажень, кН.

Примітка. Значення, , , визначають для другої групи граничних станів без урахування виважувальної дії підземних вод, рівень яких розташований чи прогнозується вище, ніж рівень підошви фундаменту.

- розрахункове навантаження для другої групи граничних станів, кН, яке передається на існуючий фундамент після підсилення, визначається з урахуванням безпечного тиску на просідаючу основу за формулою

, (6)

де - мінімальна величина початкового тиску просідання, кПа, лесового грунту, який залягає на глибину h = b нижче підошви фундаменту, визначається за рекомендаціями 4.12.

Для непросідаючої основи

, (6а)

де  - середня напруга, кПа, на підошві фундаменту при виконанні умови . Розрахунковий опір непросідаючого грунту визначається за формулою (7) СНиП 2.02.01, як це обумовлено в 4.14. Якщо фундамент спирається на грунтову подушку, то допустимість значення  повинна контролюватись на її нижній межі умовою (9) СНиП 2.02.01, де ;

А - площа підошви фундаменту, м2, при її ширині b, м;

- розрахункове навантаження для першої групи граничних станів, кН, яке передається на буроін'єкційні палі підсилення, визначається за формулою

, (7)

 

де      n - кількість буроін'єкційних паль підсилення для фундаменту, який підлягає розрахунку;

- розрахункова несуча здатність палі по грунту з урахуванням його можливого замочування, кН, яка визначається за рекомендаціями розділу 6 даних норм;

- коефіцієнт надійності, який приймається в залежності від способу визначення : 1,2 - при статичному випробуванні паль із замочуванням лесової основи; 1,3 - за результами статичних випробувань паль у грунтах природної вологості з урахуванням можливого замочування в подальшому (див. 6.8); 1,4 - за даними інших методів, якщо їх вірогідність підтверджена перевіркою в регіональних умовах;