РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО УСТРОЙСТВУ И РАСЧЕТУ ОСНОВАНИЙ TP_M°offi С ПРИМЕНЕНИЕМ нрасного    ЛОКАЛЬНОГО

НАУЧНО    ОТТАИВАНИЯ

^Е^⁰⁰ ИНСТИТУТ    ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ

: иЖК    КРУПНО-

сооружении    ОБЛОМОЧНЫХ

Н.М. герсеванова    wwiv/mv/inoiA

ГОССТРОЯ СССР    ГРУНТОВ

ОРЛЕНА ТРУДОВОГО НРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕЛОВАТЕЛЬСНИЙ ИНСТИТУТ ОСНОВАНИЙ И ПОЛЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ ИМ. Н.М. ГЕРСЕВАНОВА

ГОССТРОЯ СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСТРОЙСТВУ И РАСЧЕТУ ОСНОВАНИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЛОКАЛЬНОГО ОТТАИВАНИЯ ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ КРУПНООБЛОМОЧНЫХ

ГРУНТОВ

МОСНВА

1083

2.2.10. Под коэффициентом бокового давления "f ооювиется со-отаэшекие между вертикальным в горизонтальным напряженкам в сжима» едем год нагрузкой грунте, качение зависит от условий дефор-мируедестн грунта.

Для несвязных грунтов при возможности бокового растирепвя грун» та (при нагрузке в нежесткой обойме)

I i + SLaf >

□ре отсутствии во8«жвоот1 бокового расе грек ып грунта ( при нагрузке в жесткой обойме)

■/ - tin.¹?,    (2.5)

гяе ^ 4 угол внутреннего трения.

В свяэж с богьаой ролью структурны особенностей н других факторов значения и ' для реальных грунтов могут существенно отличаться от вычисленных го формулам (2.4) к (2.5) .поэтому вх следует определять вкопериментальво.

Ориентировочные значения к    для    грунтов    различных    видов

При полном водонастении приведены в табл.4.

10

2.2.11.    Механические в физические характеристики кх#ооойхоьюч* них грунтов должны устанавливаться ш даннш их экспериментальных определений в полевых условиях путем испит дажй грунтов в курфах горячими нтампами, сдвигали neuxot и обойм грунта, обрукением и выпиранием прислоненных призм, оттаиванием грунтов ва опытных пло* щадках о послойным наблвдениеы ва их осадками с гомооью глубинных

и поверхностных марок, а также путем испытаний свай статическим и динамическими нагрузками.

2.2.12.    При проведении испытаний крупнообломочных грунтов следует руководствоваться Рекомендациями ш определению прочно от ньгх и деформационных характеристик крупное бломочных и полу скальных грунтов (М., НИИ осюваний и шдземных сооружений, 1983) и Методкчео* кими рекомендациями ш испытаниям мерзлых грунтов горячим итамшм

в полевых условиях (М., НИМ оснований и подземных сооружений, 1983).

Для голевых сдвиговых испытаний целиков оттаивавдх крупно о Сломочных грунтов рекомендуется применять специальную сдвиговую установку УСП-*250 (Ф*2) с обогревать ем, разработанную НИМ оснований и подземных сооружений и институтом Фундамент проект.

2.2.18. Методика и схемы испытания оттаивыщих грунтов должны обеспечивать получение данных о их прочностных свойствах в условиях, предусмотренных п.2.2.4.

II

2.2.14.    Лабораторные определения дефориадгоню-црочностных свойств кдпшообломэчных грунтов дают, как правило, недостаточно надежные результаты и подлежат обязательной корректировке данными пэяевш. испытаний грунтов. Для определения прочностных характеристик крупно-облоиочных грунтов в лаборатодаых условиях необходаю применять среа-ные приборы и приборы трехосного и одноосного сжатия с отношением диаметра к мансимальгоцу размод/ крупно обломочного материала испытуем) го образца не менее 5)1.

2.2.15.    Для проектирования и расчета мероприятий го пред го строенному оттаиванию вечномерзлых грунтов оснований при голевых исследованиях должны дополнительно определяться коэффициент фильтрации оттаивающего пунта, степень его уплотнения год собственным весом и динамическими во ад ей спи ями, интенсивность оттаивания открытыми и закрытыми нагревателями и другие физические характеристики согласно

Рекомендациям по проектированию и устройству оснований и фундаментов с предгостроечнш оттаиванием вечномерзлых грунтов”(М. ,НИИ осно-ваний и подземных сооружений, 1974).

2.2.16.    В случаях устройства оснований и фундаментов с применен ннем локального оттаивания грунтов программой изысканий должно предусматриваться выполнение специальных опытных работ и испытаний свай

го специальной методике оогласно црил.1 настоящих Рекомендаций.

Число испытуемых свай должно составлять 1*22 от общего числа свай, но не менее 3 для каждого ад алия.

2.2.17.    При отсутствии 8кспер»1ентальных определений деформа-цвокно-прочностных характеристик крупгообломочных грунтов допускается на стадии предварительных расчетов оснований принимать введения этих характеристик го юовенным данным, исходя жа корреляционных связей их с фжзаческши свойствами грунта я его оо ставом.

2.2.18.    Для неокатанных крупгообломочных грунтов в условиях за»-ворванной консолидации после оттаивания значения прочностных характеристик Ч и С приблизительго можно принимать го даннш табл.5 как для немерзлых пято то в, а для аналогичных оттанваяцих грунтов в условиях неэазераенной консолидации - по данным табл.6.

2.2.19.    /ля назначения прочностных характеристик окатанных круо-кообломочных грунтов приведенные в таблицах 5 и 6 значения / и С уме нь каются на поправочные коэффициенты К у, и .устдаавлжиаемые согласно ^Методике оценки прочности и сжимаемости кдупнооблочных

13

грунтов" (Владивосток, Яажьневосточный ПрэмстройНИИцроект, 1977). качение коэффициента К у определяется по тайл .7 в ваввсиюсти от обобщащего гоказаталя физических свойств грунта:

(2.8)

nuj

%

%

и _пi • «держание в грунте соответственно маятодиоперсного

^J ваш-лнителя и кигпюобгомочвого материала;

7_р и 3_l + число пластичности и показатель текучести заполни* теля.

Поправочный коэффициент К_с для значений удельного сцепления С молено принимать равньы 0,9.

Таблица 7. Значения коэффициента

«tot	0.2 0.4 0.6 0,8 1,0 0,9 0,92 0,94 0,96 1.0

2.2.20. Значения деформации оттаянных кдопнэобломочных грунтов Б в условиях завершенной консолидаций в стадии предварительных расчетов допускается принимать го табл.8.

Таблица 8. Значения модуля деформации хругмюбломочных грунтов Е, Ша

Заполнитель Показатель текучести заполнителя Содержание крупно обломочных фракций, % 50 60 70 80 90 Супеоь 0 < 0,25 50 53 55 67 58 0,25<jf jr 0.75 48 51 54 56 67 Суглинок 0 <Jl4 0,25 38 43 47 51 65 0,25<Js 0,5 85 40 45 50 54 0.6 <4* 0,75 32 38 44 49 63 Глина 0 < 0,25 29 35 40 47 52 0,25Otv< 0,5 26 32 38 45 61 0,5<J( 0,75 23 29 Э6 43 60

14

Для учета влияния степени выветралости крупюойяокючного материала в табличные значения £ вводится поправочный коэффициент Kg, устанавливаемый го тайл.9 в зависимости от показателя *_iol и коэффициент та истираемости обломков Ку. Модуль деформации оттаивающих грунтов для условий незавершенной юноолкдаща устанавливается только по экспериментальна* данным.

Таблица 9. качения коэффициента Kt

Коэффициент истираемости Ки ОбобцащнЙ показатель Kivi ОД 0,2 0,8 0,4 0,1 1.0 1.0 1.0 1.0 0,2 0.9 0,9 0,95 1.0 о.з 0.8 0,85 0,9 0,95 0,4 0,7 0,8 0,85 0,95

2.2.21.    При содержании в крупаообломочных грунтах более 40% посчано-глинистою заполнит едя прочностные и деформационные характеристики крупное Сломочного грунта допускается принимать по характеристикам материала ваголнителя.

2.2.22.    При расчетах природного давления в оттаянных и оттаивает гос крупноо Сломочных грунтах необходимо учитывать взвеашвапцое действие воды на расчетные значения удельного веса грунта; Удалышй вес грунта о учетом взвеиивапяего действия воды fcf, ,Н/м⁸ определяется по формуле

Ifit °9'*ие ’    Сг.э>

2

где 0 » 9,8 ~ Ю ц/с - ускорение силы тяжести;

J>_s - плотность минеральных частиц грунта, кг/м⁸; р_ы *» 1000 кг/м⁸    •    шютностъ    воды.

е - коэффициент гористости оттаянного грунта.

15

Рекомендации содержат основные положения го устройству я pacnev т» основан»! ж фтоаментов на вечномерзлое крупнооРюмочных грунтах с втх предварительным локальнт оттаяванием. Цраводдтся необхо-дв*Ув для расчетов данные го дефэгмацвонно-црочностным свойствам оттаянных кр/гшооОлоночных грунтов я сведения го технология пронз* водотва работ.

Рекомендации разработаны кавд.геож.-минерал.наук Д.И.Федоровя-чем, каад.техн.наук В.Ф.Хуюэвьы (НИИОСП), кацд.техн.иаук В.Ь.11ет-ренко (УкрвостокГИИНГИЗ) и них. Ы.И.Виннковским (П1И Укргорстрой-проект) год редакцией д-ра техн.наук, проф.С.С.Вялова.

Замечания и предложения просьба направлять го адресу: 109389, Москва, Ж-389 , 2-я Институтскаяд,6.НИИ оснований и подземных сооружений имени Н.М.Герсеванова.

(С) Ордена Трудового Краевого 2намеиж научно-исследовательски! институт оснований и пидеемных сооружений имени Н.М.Герсевенова,

1983

I. ОШБ 110Л0ХЕШН

1.1.    Настоящие Рекомендации составлены к дживв СНиЛ П-18-76 “Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах" ■ распространяются на устройство фундаментов зданий и соо духе ней, возводимых на вечномерзлых крупноеСломочных грунтах при использовании их в качестве оснований оо принципу П (в оттаянном и оттвавахием состояниях), включая проектирование и расчеты оснований с предварительном локальным оттаиванием втих грунтов.

1.2.    Основные соложения рекомендаций могут быть использованы такие щж проектировании и устройстве фундаментов на оттаивающих гравелистых песках и других грунтах, осадки которых происходят практически одновременно с оттаиванием, а внутри аэро вое давление и процессы фильтрационной консолидации не имеют существенною значения.

1.3.    Рекомендации не распространяются на пылеватые и глинистые грунты с киугаюобломочными включениями, ваторфованные грунты, а также на вывотрслые скальные и аэлу скальные юроды в крупно глыбовый

елюЪий коронных пород.

1.4.    Строительство аданий и сооружений на предварит елью оттаян*-них ■ оттаивающих в процессе их эксплуатации грунтах должно осуществляться по индивидуальным или специальнш типовым проектам с привязкой последних к местным грунтовым условиям с учетом принятого способа подготовки оснований. В типовых проектах зданий с усиленной жесткостью должны даваться значения максимально допустимых для них осадок оттаивавдего основания л их неравномерности. Для вданий и сооружений, конструкции которых не рассчитаны на дополнительные усилия, предельно допустимые деформации основания принимаются по таблица действующее норм.

1.6. Лия проектирования оснований и фундаментов с применением предварительного локального оттаивания вечномерзлых крушюоСломочных грунтов и других специальных мероприятий, направленных на сокращение объемов предварительно оттаиваемого грунта, программа изысканий должна включать выполнение специальных опытных работ в составе и объемах, предусмотренных настоящими Рекомендациями. Программа опытных работ и состав до полнит елью определяемых характеристик грунта должны быть согласованы с проектной организацией.

3

П. ФИЗИКО-МШНИЧВСШ СВОЙСТВА ВКЧН0МВРЗЙЫ1 КРУПВООБШОЧШХ ГРУНТОВ

2.1. Номенклатура к условия залегания крутою-обюмочянх грунтов

2.1 Л. В соответствнж с ГОСТ 25100*62 "Грунты. Классификация" к крушюобло мочка* грунтам относятся грунты, оодержакие по наосе более 5Q$ обломков кристаллкчесгагх или осадочных Пород с размером частиц болов 2 мм. В эавкшостж от гранулометрического состава н степени окатанности обломаэв крупнооблоючыые грунты подразделяют* ся на виды согласно табл Л.

2.1.2.    Цр» наличии в крушюобломэчных грунтах пеочадаго эашл* ни?едя более 40$ или глинистого заполнителя более Э0$, а для вечномерзлых грунтов вне зависимости от содержания заполнителя э наименовании грунта долило приводиться такие наименование яаполкитиля с выделением при этом грунтов с песчаным, супесчаным, суплмнжстым и глинистым еатлнитедем (по числу пластичности заполнителя).

2.1.3.    Среди вечномерзлых крупною бломочных грунтов выделяют сыцучемерелые, льдистые и сядь ноль* истые цунты. К сыцучвмерзлш крупнообломочн»! грунтом относятся грунты, не сцементированные льдом при их су^арно 2 влажности W „<0,03. К льдистым крупнею Сломочным

■tec

грунтам относятся грунты о суммарной влажностью (^>0,03 црн льде* ото от я аа счет включений лв&а, в том числе в заполнителе, и в в идо корок на отдельных крупных обломках 0,4. К сильноньднотым круп» нообломочят грунтам относятся грунты с льдисто от ы> аа счет вклюго* ний льда L > 0,4.

4.    ^?

2» 1.4. В зависимости от взаиморасположения отдельных крупных обломков я степени заполнения пространства между ними льдом и мелко* дяоперснш заполнителем мерахые крупнооблошючные грунты различаются по их криогенной текстуре я характеру упаковки крушюойломэчного материала,

2.1.5.    Криогенная текстура вечной орала кдгпвообдоиочных грунтов подразделяется в соответствия о ГОСТ 26100482 "Грунты. Классификация: При этом дополнительно выделяются шхдровая, пдастово*4лочная ж кор» новая текстуры. По характеру льда, пементиигвдвго отдельные обяомкя, раалячаюг грунты с контактным, перовым и базальным льдом-цементом. Грунты о норковш и базальным льдом-цементом с юэффицнентом упаковки крупюобломо много материала Кр> 0 (см.п.2.2.9) относятся к рво4 пученным льдом грунтам, отличающиеся щж оттаивании значительное прооадочностью я неустойчивым пост криогенным сложением.

2.1.6.    По особенностям залегания я условиям образован»! вечномерзлые кдгсшообяомочные грунты подразделяются на плювиальные, делювиальные, пролювиальные, аллювиальные, водно-ледниковые я смевшшо-го происхождения.

2.1.7.    Элювиальные образования являются продуктами разруления скальных ж t юлу скальных город, оотаввлммся на место своего образов»* ная я сохраняло ими в той иди иной мере структуру исходных город. Они, как прению, слагают верхние горизонты гвологичеомого разреза я широко распространены на водоразделах и в других местах выхода коренных город. Оо грекухометрячеокочу составу они очень неоднородны и представлены н ©о катанным крупно глыбовым я дресвян- -цебенястым материалом о супесчаное* я суглинистым заполнителем. В мерзлом состоящей для них характерно наличие норкового льда я льда, загохнящего треяшш и Пустоты между отдельными обломкшя.

2.1.8.    Делювиальные я пролювиальные образования представляют пе» реотложеадые продукты разруления и выветривания коренных город.

В районах вечной мерзлоты в юс формировании значительная роль принадлежит солкфлюкцюиным и другим кргогеннш процесса* и явлениям. Эти отложения приурочиваются к склонам горных долин, согюк я догов и

5

обычно представлены плохо отсортированных неокатанным к сдабоокдааа* нш крупнэобяоючнш материалом с пвсчанэ*глинистыми прослоями, нередко переувяакненюага и содержащими лед. В основаниях осыпей и пролювиальных конусов выноса встречаются погребенные льды.

2.1.9» Кдутшоо бяо мзчные грунты аллювиальных отложений пкроко распространены в долинах рек, мвжгорннх понижениях и других аналогия* ных формах рельефа, слагая здесь пойменные и надпойменные террасы и другие геоморфологические влахенты. Они обычно образуют доотаточ* но выдержанные ао мсшюсти и ооотаву горигаонты, заяегещие у поверпс* ноет и или под слоем наносов различной толщины в, в основном, пред* ставлены хороню окатанным кдутмообломэчнш материалом ваяунно*га* детый ко во го и гравжйно^галечнинового состава с песчадш и сугллни* стьм заполнителем. В мерзлом состоянии эти грунты нередко внатн* твлько распучены льдом, содержащимся в заполнителе, а такие в виде корок на отдельных обломках. В толпе этих грунтов могут встречаться прослои н линзы льда.

2.1.10.    Верхняя трещиноватая зона вечномерзлых окалышх и полу-скальных по род, крупно о бдоыочные включения мерзлого влювия и делювия при оттаивании мот существенно изменять свои физические и механические свойства вплоть до распада крупных агрегатов. &гоцу наиболее подвержены полу скальные породы, а такие темные кристаллические породы бескварцеюго (основного) оостава. lioэтому в геолога* ческой документации должны содержаться данные о петрографическом составе обломков, степени их выветрелоотж и подверженности пост* хрюгенным изменениям.

2.1.11.    До сравнению о другими ввд»1и вечномерзлых грунтов круп* нообломочные грунты харвктермгауюгея относительно быстрш цротаива-ниеы при изменении внешних условий, что обусловливается и относи*

т ель но малым нлвго содержав ивы п повшанвой фильтрационной о moo б* ностью. Для участков, ожженных этими грунтами, характерно наличие термокарста к быстрое развитие процессов фильтрационного про таив а-ния под действием говерхностных и сточных вод.

2.2. Деформацюню*прочвостные характеристики крупно* обломочных грунтов

2.2.1. Вечномерзлые крупнообломочные грунты могут использоваться в качестве оснований в мерзлом, оттаянном и оттаиваю ем оостояни-

6

ях. В зависимости от этого предъявляются разнив требования х состав/, объемам к методам определения необходимых для проектирования основа» няН прочностных в деформационных характернотих грунта.

2.2.2. При нсгольэованхж вечномерзлых кдупнообиоьючмы* грунтов в качестве оснований id принципу I (с сохранением их мерзлою состояния) в состав необходимых для проектирования расчетных характеристик входят: расчет из е давление на мерзлый грунт, расчетное сопротивление мерзлых грунтов го поверхности смерзания фувдшентов и расчетное сопротивление мерзлых грунтов сдвигу го грунту или гдгн-товому раствору, качения этих характеристик устанавливаются в зависимости от температуры грунта оогдасяо полохениям главы CHiII 11-18*76.

2.2.8. При ис пользовании вечномерзлых крупно о бломочныг грунтов в качестве оснований ш принципу П для расчета оснований и фундаментов необходимо мотъ данные о дефорвшшонно-щючнос'пшх характеристиках гдгнтов в оттаянном в оттажващем состояниях.

2.2.4.    Основная прочностными характеристиками оттаянных ж оттаивающее вечномерзлых грунтов являются угол внутреннею трения / и удалью о сцепление С , устанавливаемые применительно к двум различным схемам испытания грунтов:

1)    медленный сдвиг в условиях завершенной консолидации;

2)    быстрый сдвиг бее пред варит елью го уплотнения.

Результаты испытаний оо первой схеме соответствуют характеру

работы грунтов после завершения осадок оттаивания и используются для установления прочностных свойств предварительно оттаянных оснований. Результаты испытаний ио второй охеме соответствуют характеру работы грунтов в процессе оттаивания и используются для получения минимальных значений цро .юстных характеристик отталващих в процессе эксплуатации зданий грунтов, а также при применении специальных способов подготовки оттаквапцих оснований.

2.2.5.    Деформационные свойства оттаянных и оттаивающие грунтов

характеризуются коэффициентом оттаивания    и    коэффициентом    сжи

маемости S или модулем деформации грунта £ . качения харгкте* ристик грунта 6 и £ связаны между собой зависимостью

Где fi - безразмерный коэффициент, значение которого для крупно обломочных грунтов может цринжаться равным 0,8. Коэффициенты огтаи~ вания    и сжимаемости грунта S устанавливаются по данным

7

испытаний грунтов горячим штампом.

Прагмчанче. Здесь а далее првняти буквенные обозначения физических величая согласно стандарту СТ СЭВ 1665-79.

2.2.6.    Для рвочега оснований пра строительстве о допущением оттааванжя вечномерзлых грунтов в процессе оксплуатацвв вданий ■ сооружений, а также при применении способов локального отта1вания грунтов (ом.раздел 3 настоящих рекомендаций) в других специальных мероприятий по подготовке оттаивающих оснований в соотав определяемых прв изысканиях расчетных характеристик грунта должны дополнительно входить: начальное проселочное давление Р₍( , коэффициент упаковки К._р , показатель устойчивости П и коофЗяционт бокового давления оттаиващзго грунта J .

2.2.7. Начальное грэсацочное давление    характеризует прочность оттаивающего грунта в разуплотненном посгкрвогонном сложенни. Для эттаивакщлх грунтов эа значение принимается давление, соответствующее:

пра г.олешх испытаниях грунтов горячим штампом давлению, равному начальному участку линейной вависвмости между осадкой > нагрузкой при относительной осадке не более 0,01;

прв испытаниях грунтов на опытных площадках природному (битовому) давлению на глубине, с которой начинается просадка протаивающего грунта под ообствентл: весом.

Ориентировочные значения начального 1фэсадочного давления для осповпнх видов грунтов приведены в табл.2.

2.2.3. Коэффициент упаковки К_р выражает влияние гранулометрического соогава и структурных особенностей крупяооблэмочяого грун-

та на его прочностные свойства. Значение коэффициента упаковка определяется на основании голевой документации и гранупометричесно* id анализа грунтов по форцуле:

гае dm н dm. - соответственно среднее расстояние между центрами н средний диаметр крупгообяомэчных частил. Цри Кр > 0 крупные о Сделки разделены мелкодисперсным заполнителем или льдом и непосредственно не соприкасаются между собой. При Кр < 0 обломки оопри«> касаются ми заходят друг на друга, образуя жесткий скелет*

2.2.9. Показатель устойчивости оттаивавшего грунта а характеризует его ого оо био с ть сохранять начальное гост криогенное сложение без проявления тепяовых осадок. Для крупнообяоючяых грунтов показатель устойчивости зависит от коэффициента упаковки грунта К_р, его криогенной текстуры и свойств заполнителя.

При значении коэффициента упаковки Кр <    0    все    крупгобломочные

грунты могут быть отнесены к категории устойчивых. При значении Кр у 0 показатель устойчивости крупнообломочного грунта к устанавливается го материалу заполнителя

(2.3)

гае • коэффициент гористости заполнит едя, ооответствупаий его начальному мерзлому состоянию;

С, ■ Ер • коэффициенты пористости оттаянного заполнителя цри нагрузке соответственно равюй кулю и начальному цроса-до что ну давлению Р_£{ .

Условно можно принимать, что при п.< 0,3 грунты относятся к категории устойчивых цри оттаивании; цри а > 0,3 * к категории неустойчивых. Для ориентировочных оценок этого показателя можно пользоваться данные табл.З.

я