Нормативні документи. Нормативні документи Конструкції дрібнозаглиблених фундаментів на пучинистих ґрунтах

ВІДМОВИ ВІД ГАРАНТІЙ ПРИ ВИКОРИСТАННІ
Текст представлений для ознайомлення та може бути не актуальним
Друковане видання повністю актуалізоване на поточну дату

ВЕДОМЧІ БУДІВЕЛЬНІ НОРМИ

ПРОЕКТУВАННЯ
дрібнозаглиблених фундаментів
малоповерхових сільських будівель
на пучинистих ґрунтах

ВСН 29-85

Мінсільбуд

МІНІСТЕРСТВО СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА

Москва - 1985

Розроблено: Центральним науково-дослідним, експериментальним та проектним інститутом із сільського будівництва (ЦНДІЕПсільбудом) Міністерства сільського будівництва СРСР.

Директор	Л.М. Ануфріїв
Завідувач сектору основ та фундаментів у складних ґрунтових умовах	В.С. Сажин
Старші наукові співробітники	А.Г. Бейріх
	В.В. Борщів
	Д.Я. Гінзбург
	А.Т. Мальцев

Науково-дослідним інститутом основ та підземних споруд Держбуду СРСР (НДІОСП)

Проектним інститутом Саратовоблколгосппроект Росколгоспбуд-об'єднання

Внесено: ЦНДІЕПсільбудом Мінсільбуду СРСР, НДІОСП Держбуду СРСР

Підготовлено до затвердження: Головним технічним управлінням Мінсільбуду СРСР

Узгоджено: Держбудом СРСР

Мінсільгоспом СРСР

Затверджено та введено в дію: наказом Міністерства сільського будівництва СРСР № 44 від 14 лютого 1985 р.

ВСТУП

Відповідно до норм з проектування основ будівель та споруд глибина закладення фундаментів у пучинистих ґрунтах повинна прийматися не менше розрахункової глибини промерзання. У цьому випадку підошва фундаменту звільняється від дії нормальних сил здирання. Однак глибоко закладені фундаменти мають розвинену бічну поверхню, за якою діють дотичні сили пучення. Ці сили перевершують навантаження, що передаються легкими будинкамина фундаменти, внаслідок чого фундаменти витріщаються.

Таким чином, матеріаломісткі та дорогі фундаменти, закладені нижче глибини промерзання ґрунту, не забезпечують надійну експлуатацію малоповерхових будівель, побудованих на пучинистих ґрунтах.

Одним із шляхів вирішення проблеми будівництва на пучинистих ґрунтах малоповерхових будівель є використання дрібнозаглиблених фундаментів. Такі фундаменти закладаються на глибині 0,2 – 0,5 м від поверхні ґрунту або безпосередньо на поверхні (незаглиблені фундаменти). І, таким чином, на дрібнозаглиблені фундаменти діє незначні дотичні сили пучення, а при незаглиблених фундаментах вони дорівнюють нулю.

Як правило, під фундаментами влаштовуються подушки товщиною 20 - 30 см з непучинистих матеріалів (пісок гравілистий, великий або середньої крупності, дрібний щебінь, котельний шлак та ін.). Застосуванням подушки досягається не тільки часткова замінапучинистого ґрунту на непучинистий, а й зменшення нерівномірних деформацій основи. Товщина подушок та глибина закладення фундаментів визначається розрахунком.

Основний принцип конструювання дрібнозаглиблених фундаментів будівель з несучими стінами на пучинистих ґрунтах полягає в тому, що стрічкові фундаментиУсі стіни будівлі об'єднуються в єдину систему і утворюють досить жорстку горизонтальну раму, що перерозподіляє нерівномірні деформації основи. При дрібнозаглиблених стовпчастих фундаментахрама формується із фундаментних балок, які жорстко з'єднуються між собою на опорах.

Задля більшої спільної роботи фундаментних елементів останні жорстко з'єднуються між собою.

Зазначені конструктивні заходи виконуються при будівництві на середньопучинистих (при інтенсивності пучення, більшої 0,05) сильно- та надмірнопучинистих ґрунтах. В інших випадках фундаментні елементи укладаються вільно, не з'єднуються між собою. Кількісним показником пучинистості ґрунту є інтенсивність пучення, що характеризує пучення елементарного шару ґрунту. Застосування дрібнозаглиблених фундаментів базується на принципово новому підході до їх проектування, в основу якого закладено розрахунок підстав щодо деформацій пучення. При цьому допускаються деформації основи (підйом, у тому числі нерівномірний), однак вони повинні бути меншими за граничні, які залежать від конструктивних особливостейбудівель.

При розрахунку підстав за деформаціями пучення враховуються пучинисті властивості ґрунту, тиск, що передається на нього, жорсткість фундаменту і надфундаментних конструкцій на вигин. Надфундаментні конструкції розглядаються як як джерело навантажень на фундаменти, а й як активний елемент, що у спільній роботі фундаменту з основою. Чим більша жорсткість конструкцій на вигин, тим менші відносні деформації основи.

Тиск, що передається на грунт, значно (іноді в кілька разів) знижує підйом основи при пученні грунту. При підйомі дрібнозаглиблених фундаментів нормальні сили пучення, що діють по їх підошвах, різко зменшуються.

Всі конструкцій дрібнозаглиблених фундаментів та положення щодо їх розрахунку, наведені в цьому документі, пройшли перевірку при проектуванні та будівництві малоповерхових будівель різного призначення- будинків садибного типу, господарських будівель, виробничих сільськогосподарських будівель допоміжного призначення, трансформаторних підстанцій та ін.

В даний час у багатьох областях Європейської частини РРФСР, в районах з глибиною промерзання до 1,7 і, на дрібнозаглиблених та незаглиблених фундаментах збудовано понад 1500 одно- та двоповерхових будівель з різних матеріалів- цегли, блоків, панелей, дерев'яних щитів. Систематичні інструментальні спостереження за будинками протягом 3 - 6 років свідчать про надійну роботу дрібнозаглиблених фундаментів. Застосування таких фундаментів замість традиційних, що закладаються нижче за глибину промерзання грунтів дозволило скоротити: витрата бетону на 50 - 80 %, трудовитрати - на 40 - 70 %.

У цих нормах містяться вимоги щодо конструювання, проектування та влаштування дрібнозаглиблених фундаментів на пучинистих ґрунтах. Не випадково, тому область застосування таких фундаментів визначена саме для пучинистих грунтів. Дрібнозаглиблені фундаменти на пучинистих ґрунтах рекомендується застосовувати в масовому порядку при глибині промерзання до 1,7 м. При більшій глибині промерзання пучинистих ґрунтів дрібнозаглиблені фундаменти рекомендується лише для експериментального будівництва. Накопичення досвіду будівництва об'єктів з дрібнозаглибленими фундаментами в районах з великою глибиною промерзання дозволить надалі розширити сферу застосування їх на пучинистих ґрунтах.

Хоча область застосування дрібнозаглиблених фундаментів в інших ґрунтових умовах формально виходить за рамки цих норм, видається доцільним дати деякі рекомендації щодо використання таких фундаментів при будівництві малоповерхових будівель на найбільш поширених на території нашої країни ґрунтах.

Відповідно до глави СНиП 2.02.01-83 глибина закладення фундаментів на непучинистих грунтах залежить від глибини їх промерзання. Тому при будівництві малоповерхових будівель на непучинистих ґрунтах дрібнозаглиблені фундаменти рекомендуються до масового застосування.

На підставах, складених вічномерзлими ґрунтами, дрібнозаглиблені фундаменти можуть бути використані для експериментального будівництва. При цьому мають бути передбачені заходи, спрямовані на запобігання неприпустимим деформаціям підстав, викликаних відтаванням вічномерзлих ґрунтів.

Застосування дрібнозаглиблених фундаментів на природній основі в ґрунтових умовах I типу за просідком рекомендується лише в тому випадку, якщо тиск, що передається на ґрунт, менше початкового просадного тиску. В інших випадках застосування таких фундаментів можливе лише для експериментального будівництва за умови, що сумарні деформації основ, спричинені осіданням та осадкою ґрунту, не перевищують граничних деформацій.

У ґрунтових умовах II типу за просідком застосування дрібнозаглиблених фундаментів на природній підставі не допускається.

Необхідно підкреслити, що оскільки основною причиною пучення ґрунтів є наявність у них води, здатної при промерзанні переходити в лід, слід суворо дотримуватись вимоги про неприпустимість водонасичення ґрунту в основі дрібнозаглиблених фундаментів у процесі будівництва та експлуатації будинків. Слід передбачати надійне відведення з майданчика будівництва атмосферних і виробничих вод шляхом вертикального планування території, що забудовується, влаштування водовідводів та дренажу. При копанні траншей для фундаментів і інженерних комунікаційземляні роботи слід проводити з мінімальним обсягом порушення ґрунтів природного складання. Не допускається накопичення води від пошкодження тимчасового трубопроводу на майданчику будівництва. Навколо будівель слід влаштовувати водонепроникні вимощення шириною не менше 1 м і ухилом не менше 0,03. Слід уникати пристрою вводів трубопроводів каналізації та водопостачання з гірського боку будівлі. При експлуатації будівель не допускається змінювати умови, стосовно яких запроектовані дрібнозаглиблені фундаменти.

Міністерство сільського будівництва СРСР	Відомчі будівельні норми
(Мінсельбуд СРСР)	Проектування дрібнозаглиблених фундаментів малоповерхових сільських будівель на пучинистих ґрунтах	Мінсільбуд СРСР
(Мінсельбуд СРСР)		Вводяться вперше
Внесено ЦНДІЕПсільбудом Мінсільбуду СРСР НДІ основ та підземних споруд Держбуду СРСР

1. Загальні положення

1.1. Справжні відомчі будівельні норми призначені для проектування дрібнозаглиблених фундаментів одно- та двоповерхових сільських будівель (житлових, культурно-побутових, виробничих сільськогосподарських основного та допоміжного призначення), що будуються на пучинистих ґрунтах з глибиною промерзання не більше 1,7 м. При цьому повинні дотримуватися передбачені відповідними загальносоюзними нормативними документами.

Примітка. ВСН 29-85 можуть бути використані для проведення експериментального будівництва в районах з глибиною промерзання ґрунтів понад 1,7 м-коду.

1.2. При виборі майданчиків для будівництва будівель з дрібнозаглибленими фундаментами перевагу слід віддавати ділянкам з однорідними за складом ґрунтами як у плані, так і по глибині частини сезоннопромерзаючого шару, яка проектується в якості основи.

1.3. Зростає підстав будівель, що зводяться на пучинистих ґрунтах, слід проводити за деформаціями. Деформації основи, викликані морозним пученням ґрунту під підошвою фундаменту, не повинні перевершувати граничних деформацій, які залежать від конструктивних особливостей будівель. При розрахунку основ дрібнозаглиблених фундаментів крім цих норм необхідно дотримуватись вимог глави СНиП 2.02.01-83 щодо проектування основ будівель та споруд.

1.4. При проектуванні основ та фундаментів на пучинистих ґрунтах необхідно передбачати заходи (інженерно-меліоративні, будівельно-конструктивні, термохімічні), спрямовані на зменшення деформацій будівель та споруд.

Вибір типу та конструкції фундаменту, способу підготовки основи та інших заходів щодо зменшення нерівномірних деформацій будівлі від морозного пучення має вирішуватись на основі техніко-економічного аналізу з урахуванням конкретних умов будівництва.

2. Оцінка пучинистості ґрунтів

W p , W L - середньозважені значення (у межах шару сезонного промерзання ґрунту) вологостей, що відповідають межам розкочування та плинності, частки один.;

W cr - критична вологість, частка един., що визначається за графіком (рис.) при середньозважених значеннях числа пластичності та межі плинності;

М о - безрозмірний коефіцієнт, чисельно рівний при відкритій, оголеній від снігу поверхні промерзаючого грунту абсолютному значенню середньої зимової температури повітря, що визначається відповідно до глави БНіП з будівельної кліматології та геофізики, а за відсутності в ній даних для конкретного району будівництва - за результатами спостережень гідрометеорологічної станції, що знаходиться в аналогічних умовах із районом будівництва.

Після обчислення за формулою () параметр R fіз табл. визначається інтенсивність пученняf, яка надалі використовується при виборі конструкції фундаменту та конструктивних заходів (п. ).

2.2. Пучинисті властивості великоуламкових грунтів і пісків, що містять пилувато-глинисті фракції, а також супісків з I p < 0,02 определяются посредством показателя дисперсности Д. Эти грунты относятся к пучинистым при D ³ 1 (при 1< D < 5 грунты слабопучинистые; при D >5 - середньопучинисті).

Значення D визначається за формулою

(2.2)

де k 1 - Коефіцієнт, рівний 1,85×10 -4 см 2 ;

e o - Коефіцієнт пористості;

Середній діаметр частинок ґрунту, см, який визначається за формулою

(2.3)

Тут p 1 , p 2 , p i - Зміст окремих фракцій грунту, частки од.;

d 01 , d 02 , d 0i - середній діаметр частинок окремих фракцій, див.

Таблиця 1

Класифікація пилувато-глинистих грунтів за рівнем пучинистості

	Ступінь пучинистості ґрунту
	практично непучинистий f ≤ 0,01	слабопучинистий 0,01< f £ 0,035	середньопучинистий 0,035< f £ 0,07	сильнопучинистий 0,07< f ≤ 0,12	надмірно пучинистий f > 0,12
	Значення параметра R f
Супесі з 0,02< I р ≤ 0,07
Супеси пилуваті з 0,02< I p £ 0,07
Суглинки з 0,07< I р ≤ 0,17
Суглинки пилуваті з 0,07< I р £ 0,13
Суглинки пилуваті з 0,13< I р £ 0,17
Глини з I р> 0,17

Примітка. Значення R f розраховується за формулою (), в якій щільність сухого ґрунту прийнята 1,5 т/м 3 ; при іншій густині ґрунту розрахункове значення R f множиться на відношення r d /15, де r d - густина сухого досліджуваного ґрунту, т/м 3 .

Мал. 1. Значення критичної вологості W cr залежно від кількості пластичності I pта межі плинності W L

Середні діаметри частинок окремих фракцій визначається за мінімальними розмірами, помноженими на коефіцієнт 1,4. За розрахунковий середній діаметр останньої тонкої фракції приймається максимальний розмір частинок, поділений коефіцієнт 1,4.

2.3. Пучинисті ґрунти характеризується деформацією пучення h f , що представляє висоту підняття ненавантаженої поверхні промерзлого ґрунту.

2.4. Нерівномірність пучення грунту за площею характеризується відносною деформацією пучення під якою розуміється відношення різниці деформацій пучення D h f у двох точках до відстані L між ними, що призначається відповідно до конструктивних особливостей споруди.

3. Конструкції дрібнозаглиблених фундаментів на пучинистих ґрунтах

3.1. Для будівель з малонавантаженими фундаментами слід застосовувати такі конструктивні рішення, які спрямовані на зниження сил морозного пучення та деформацію конструкцій будівель, а також на пристосування будівель до нерівномірних деформацій основ.

3.2. Дрібнозаглиблений (незаглиблений) фундамент конструктивно є бетонним або залізобетонним елементом укладеним, як правило, на подушку або підсипку з непучинистого матеріалу (мал. ), які зменшують переміщення фундаменту як у період промерзання грунту, так і при його відтаванні.

3.3. Як матеріал для пристрою подушки (підсипки) може бути використаний пісок гравілистий, крупний або середньої крупності, дрібний щебінь, котельний шлак, а також - непучинисті грунти, що має показник дисперсності D< 1.

У необхідних випадках для збільшення несучої здатності основи доцільно передбачати пристрій піщано-щебеневої подушки, що складається з суміші великого піску, середньої крупності (40 %), щебеню або гравію (60 %).

Мал. 2. Конструктивні рішення фундаментів;

а - незаглиблений фундамент на вирівнюючій підсипці, б - незаглиблений фундамент на подушці з непучинистого матеріалу, в - незаглиблений фундамент на підсипці з непучинистого матеріалу;

1 - фундаментний блок, 2 - вирівнююча, підсипка з піску, 3 - подушка з непучинистого матеріалу, 4 - засипка з непучинистого матеріалу, 5 - підсипка з непучинистого матеріалу, 6 - вимощення, 7 - гідроізоляція, 8 - стіна будівлі

3.4. При високому рівні підземних воді верховодці необхідно передбачати заходи щодо запобігання матеріалу подушки від замулювання навколишнім пучинистим грунтом. З цією метою слід обробляти грунт по контуру подушки різного виду в'яжучими мастилами або використовувати полімерні матеріали.

На практично непучинистих, слабопучинистих і середньопучинистих при (при f£ 0,05) ґрунтах - з бетонних (керамзитобетонних) блоків, що укладаються вільно, без з'єднання між собою;

На среднепучинистых (при f > 0,05) і сильнопучинистых грунтах - зі збірних залізобетонних (керамзитобетонних) блоків, жорстко з'єднаних між собою, чи з монолітного залізобетону.

На середньопучинистих ґрунтах можуть застосовуватися стрічкові фундаменти зі збірних блоків з пристроєм над ними та під ними армованих поясів;

На сильно- і надмірно пучинистих ґрунтах - армовані монолітні фундаментиіз застосуванням при необхідності армованих або залізобетонних поясів над отворами верхнього поверху та в рівні перекриттів.

Незалежно від ступеня безодні ґрунту при f > 0,05 стрічкові фундаменти всіх стін будівлі повинні бути жорстко пов'язані між собою, об'єднані в єдину рамну конструкцію.

3.6. Стрічкові дрібнозаглиблені (незаглиблені) фундаменти будівель з дерев'яних конструкцій слід влаштовувати:

На практично непучинистих і слабопучинистих ґрунтах - із збірних бетонних (керамзитобетонних) блоків, що укладаються вільно, без з'єднання між собою;

На середньопучинистих ґрунтах - з армованих блоків перетином 0,25×0,2 м і довжиною не менше 2 м, що укладаються у два ряди з перев'язкою швів;

На сильно- та надмірно пучинистих ґрунтах із збірних армованих блоків, жорстко з'єднаних між собою, або монолітного залізобетону.

3.7. Стовпчасті дрібнозаглиблені фундаменти на середньо- і сильнопучинистих ґрунтах повинні бути жорстко пов'язані між собою фундаментними балками, об'єднаними в єдину рамкову систему.

На практично непучинистих і слабопучинистих ґрунтах фундаментні балки з'єднувати між собою не потрібно. Ця вимога поширюється також на середньопучинисті ґрунти, що зазнали локального ущільнення при влаштуванні фундаментів у витрамбованих котлованах та фундаментів із забивних блоків.

3.8. При влаштуванні стовпчастих фундаментів необхідно передбачати зазор між фундаментними балками та планувальною поверхнею ґрунту. Зазор повинен бути не меншою за розрахункову деформацію пучення ненавантаженого грунту.

3.9. Збірні залізобетонні елементипри влаштуванні на сильно- і надмірно пучинистих ґрунтах дрібнозаглиблених фундаментів у вигляді суцільних плитслід жорстко з'єднувати між собою.

3.10. Протяжні будівлі слід розрізати по всій висоті на окремі відсіки, довжина яких приймається: для слабопучинистих ґрунтів до 30 м, середньопучинистих - до 25 м, сильнопучинистих - до 20 м, надмірно пучинистих - до 15 м.

3.11. Секції будівель, що мають рівну висоту, слід влаштовувати на окремих фундаментах.

4. Розрахунок основи дрібнозаглиблених фундаментів за деформаціями пучення ґрунту

4.1. Розрахунок основи по деформаціям пучення ґрунту нижче підошви дрібнозаглибленого фундаменту проводиться виходячи з наступних умов.

4.2. Розрахунок деформацій пучення ґрунтів основи, а також глибини закладання фундаменту проводиться у наступній послідовності:

а) на основі матеріалів досліджень та даних табл. визначається ступінь пучинистості ґрунту основи та залежно від неї вибирається тип і конструкція фундаменту;

б) попередньо задаються розміри підошви фундаменту, глибина його закладання, товщина подушки з непучинистого матеріалу;

Таблиця 2

Граничні деформації основи

	Граничні деформації пучення S u см	Граничні відносні деформації пучення
	Граничні деформації пучення S u см	відносний прогин або вигин	відносна різниця деформацій пучення
Безкаркасні будівлі з несучими стінами:

блоків та цегляної кладкибез армування
блоків та цегляної кладки з армуванням або залізобетонними поясами за наявності збірно-монолітних монолітних стрічкових або стовпчастих фундаментів зі збірно-монолітними фундаментними балками
Будинки стійково-балочної конструкції
Будинки з дерев'яними конструкціями:
на стрічкових фундаментах
на стовпчастих фундаментах
Безкаркасні будівлі з несучими стінами при L/H £ 3 (L - довжина більшої стіни, Н - висота стіни) на стрічкових та плитних фундаментах			0,005 (крен)

______________

* Допускається приймати великі значення, якщо на підставі розрахунку стіни на міцність буде встановлено, що напруги в кладці не перевищують розрахункових опорів розтягування кладки при вигині.

в) провадиться перевірка умови, згідно з якою середній тиск під підошвою фундаменту не повинен перевищувати розрахункового опору матеріалу подушки, а тиск на глибині, що дорівнює товщині подушки, - розрахункового опору ґрунту; розрахунок виконується відповідно до глави СНиП 2.02.01-83;

г) проводиться перевірка фундаменту щодо стійкості на вплив дотичних сил пучення; розрахунок виконується за методикою, викладеною в главі СНиП II-18-76, нормативні питомі дотичні сили пучення приймаються рівними: для слабопучинистих грунтів 7 тс/м 2 для середньопучинистих грунтів 9 тс/м 2 для сильно- і надмірно пучинистих грунтів 11 /м 2;

д) визначається деформація пучення ненавантаженої основи;

е) визначаються температурний режимта динаміка сезонного промерзання ґрунтів основи, на основі яких розраховується тиск морозного пучення на підошву фундаменту;

ж) проводиться розрахунок основи фундаменту за деформаціями пучення ґрунту.

де d z - потужність шару ґрунту, що випучується, що викликає нижче підошви фундаменту деформацію h fi (див. п. ); для першої схеми розрахунку d z = 0,75 d f - d - hп для інших двох схем d z = d f - d - hп;

k a - Коефіцієнт умов роботи промерзаючого ґрунту основи під фундаментом, що визначається з графіків (рис. ) в залежності від величини d z та площі підошви фундаменту А f при А f > 1 м 2; коефіцієнт умов роботи приймається рівним k aпри А f = 1 м 2; для стрічкового фундаменту A fприймається на одиницю його довжини;

r - радіус підошви стовпчастого фундаменту круглої форми, м;

b, a - відповідно ширина та довжина підошви стовпчастого фундаменту прямокутної форми;

b 1 - Ширина стрічкового фундаменту;

s s - опір усунення мерзлого ґрунту щодо фундаменту, тс/м 2 ; визначається відповідно до додатком .

Таблиця 3

Схеми розрахунку деформацій пучення ненавантаженої основи в залежності від гідрогеологічних умов та рельєфу ділянки забудови

Умови зволоження ґрунтів на вигляд рельєфу	Відстань від поверхні ґрунту до рівня підземних вод d w , м	Орієнтовне значення середньої вологості в межах сезонно-промерзаючого шару d fn	Формули для визначення деформації пучення ненавантаженої основи
Сухі ділянки - височини, горби місця. Водороздільні плато. Грунти зволожуються тільки на рахунок атмосферних опадів	d w > d fn + z	а) W £ W cr + 0,3I p б) W > W cr + 0,3I p
Сухі ділянки - слабко погіршені місця, рівнини, пологи схили із затяжним ухилом улоговини з ознаками поверхневого заболочування. Грунти зволожуються за рахунок атмосферних опадів та верхівки, частково підземних вод	d w< d fn + z	W > W cr + 0,3I p
Мокрі ділянки – знижені рівнини, улоговини, міжсхилові низини, заболочені місця. Грунти водонасичуються за рахунок атмосферних опадів та підземних вод, включаючи верхівку		W > W cr + 0,5I p

Примітка. Значення d w розраховується з урахуванням прогнозу зміни рівня підземних вод; z - найменша відстань, м, від межі промерзання d fn до рівня підземних вод, при якому ці води не впливають на зволоження грунту, що промерзає; значення z визначається за табл. .

Таблиця 4

Найменша відстань від межі промерзання рівня підземних вод

значення z, м

Глина з монтморилонітовою та іллітовою основою

Глини з каолінітовою основою

Суглинки пилуваті з I р> 0,13

Суглинки з I р > 0,13

Суглинки пилуваті з I р £ 0,13

Суглинки з I р £ 0,13

Супеси пилуваті з I p ³ 0,2

Супесі з I р > 0,02

Супесі з I p £ 0,02

Піски пилуваті

Піски дрібні

(4.7)

де р i - Тиск по підошві фундаменту від зовнішнього навантаження, тс/м 2 ;

p r - те саме позначення, що у п. ;

b - Коефіцієнт, що враховує вплив подушки на роботу фундаменту; приймається за табл. .

де g п - Коефіцієнт надійності, що приймається рівним 1,1;

w - Коефіцієнт, що залежить від показника гнучкості конструкцій будівлі l , Визначається з графіка (рис. ); показник l визначається відповідно до додатку;

D h fp - різницю деформацій пучення (h 1 fp - h 2 fp ), м, яка визначається при екстремальних значеннях розрахункової передзимової вологості ґрунту на майданчику будівництва;

L – довжина стіни будівлі (відсіку), м.кв.

Мал. 3. Значення коефіцієнта k a

Мал. 4. Значення коефіцієнта w залежно від показника гнучкості конструкції будівлі l

Таблиця 5

значення коефіцієнта b

	значення коефіцієнта
	для стовп чатих фундаментів	для стрічкових фундаментів

Примітка. Для проміжних значень коефіцієнт b визначається інтерполяцією.

4.7. При показнику гнучкості конструкцій l > 3 відносна деформація пучення грунту основи визначається за формулами:

для стрічкових фундаментів

для стовпчастих фундаментів

(4.10)

де D h fp - те саме позначення, що в п. ;

l – відстань між сусідніми фундаментами.

Крін основ будівель обмежених розмірів у плані (при ) визначається за формулою

(4.11)

5. Розрахунок внутрішніх зусиль у конструкціях будівель

5.1. Згинальні моменти М, тс∙м, та поперечні сили F, тс, що виникають у конструкціях будівлі при нерівномірних деформаціях пучення ґрунтів основи, визначаються за формулами

(5.1)

(5.2)

де B, B 1 - Коефіцієнти, що залежать від l та визначені за графіками (рис. , );

Наведена жорсткість на вигин поперечного перерізу конструкцій будівлі в системі фундамент-цоколь-пояс посилення-стіна, тс/м 2 , що визначається відповідно до додатку;

D h fi , L - ті ж позначення, що у формулі ().

Згинальні моменти та поперечні сили, що виникають у стрічкових (плитних) фундаментах будівель обмежених розмірів у плані (при ), визначаються з розрахунку балок (плит) на пружній основі без урахування жорсткості надфундаментних конструкцій.

5.2. Згинальні моменти та поперечні сили в окремих конструктивних елементах (фундамент, цоколь, стіна, пояс) визначаються за формулами

(5.3)

(5.4)

де i , i - відповідно згинальна та зсувна жорсткість перерізу розглянутого елемента;

G - модуль зсуву, тс/м 2 прийнятий рівним 0,4E.

Мал. 5. Значення коефіцієнта B

Мал. 6. Значення коефіцієнта B 1

5.3. Сили F r , що виникають у зв'язках панельних стін, визначається за формулою

, (5.5)

де d i , y o , E j , A j - ті ж позначення, що у формулі () додатка .

За знайденими внутрішніми зусиллями проводиться розрахунок на міцність конструктивних елементів будівель відповідно до вимог глав СНіП з проектування кам'яних та армокам'яних конструкцій, бетонних та залізобетонних конструкцій.

6. Влаштування дрібнозаглиблених фундаментів на пучинистих ґрунтах

6.1. На відведеному під будівництво майданчику насамперед необхідно виконати комплекс робіт з інженерної підготовки у наступному складі:

зняття дернорослинного або орного шару в місцях встановлення фундаментів, у ув'язці із загальним плануванням ділянки, що забудовується;

виконання передбачених проектом робіт із відведення поверхневих вод.

6.2. Підготовка основи під дрібнозаглиблений стрічковий (стовпчастий) фундамент складається з уривку траншеї (котловану), зачистки дна, пристрою протипучинної подушки. При влаштуванні подушки непучинистий матеріал відсипається шарами завтовшки не більше 20 см і ущільнюється котками або площадковими вібраторами. r d = 1,6 т/м3.

6.3. Щоб уникнути водонакопичення та осипання стінок траншей (котлованів), уривку їх слід робити після завезення фундаментних блоків та інших. будівельних матеріалів, необхідні для влаштування дрібнозаглиблених фундаментів.

6.4. Після укладання фундаментних блоків пазухи траншей (котлованів) мають бути засипані передбаченим у проекті матеріалом (непучинистим або місцевим ґрунтом) з обов'язковим ущільненням.

6.5. Після закінчення робіт з улаштування фундаментів слід негайно закінчити навколо будівлі планування із забезпеченням стоку атмосферних вод від будівлі та пристроєм вимощення.

6.6. Не допускається залишати дрібнозаглиблені (незаглиблені) фундаменти незавантаженими на зимовий період. Якщо ця умова за будь-якими обставинами виявляється нездійсненною, навколо фундаментів слід влаштовувати тимчасово теплоізоляційні покриття з тирси, шлаку, керамзиту, шлаковати, соломи та інших матеріалів, що оберігають ґрунт від промерзання.

6.7. Забороняється влаштовувати дрібнозаглиблені фундаменти на промерзлій основі. У зимовий часдопускається влаштовувати такі фундаменти лише за умови глибокого залягання ґрунтових вод із попереднім відтаванням мерзлого ґрунту та обов'язковим засипанням пазух непучинистим матеріалом. r

в якій

0,92, rw, rs, rd - щільність, т/м 3 відповідно льоду, води, твердих частинок і сухого грунту;

K w - коефіцієнт вмісту незамерзлої води в мерзлому ґрунті при температурі, що дорівнює 0,5Т up;

Т up - мінімальна температура ґрунту, пря якої припиняється його пучення; T up , K w визначаються за таблицею цього додатка;

T 0 - розрахункова температура оголеної від снігу поверхні ґрунту (°С); приймається рівною середній температурі повітря за зимовий період;

W p , W cr - самі позначення, що у п.

Сторінка 1 з 12

ВСН 29-85

ПРОЕКТУВАННЯ дрібнозаглиблених фундаментів малоповерхових сільських будівель на пучинистих ґрунтах

ВЕДОМЧІ БУДІВЕЛЬНІ НОРМИ

Мінсільбуд

МІНІСТЕРСТВО СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА

Москва - 1985

Директор Л.М. Ануфріїв

Завідувач сектору підстав

та фундаментів у складних

ґрунтових умовах В.С. Сажин

Старші науковці А.Г. Бейріх

В.В. Борщів

Д.Я. Гінзбург

А.Т. Мальцев

Науково-дослідним інститутом основ та підземних споруд Держбуду СРСР (НДІОСП)

Директор Б.С. Федоров

Завідуючий лабораторією

основ та фундаментів

на пучинистих ґрунтах В.О. Орлов

Проектним інститутом Саратовоблколгосппроект Росколгоспбуд-об'єднання

Директор Б.М. Лисункін

Головний спеціаліст В.М. Краюшкін

Внесено: ЦНДІЕПсільбудом Мінсільбуду СРСР, НДІОСП Держбуду СРСР

Підготовлено до затвердження: Головним технічним управлінням Мінсільбуду СРСР

Начальник В.Я. Макарук

Узгоджено: Держбудом СРСР

Заступник голови С.Л. Двірників

Мінсільгоспом СРСР

Заступник Міністра І.П. Бистрюков

Затверджено та введено в дію: наказом Міністерства сільського будівництва СРСР №44 від 14 лютого 1985 р.

ВСТУП

На території СРСР широко поширені пучинисті ґрунти. До них відносяться глини, суглинки, супіски, піски пилуваті та дрібні. При певній вологості ці грунти, замерзаючи в зимовий період, збільшуються в обсязі, що призводить до підйому шарів грунту в межах глибини його промерзання. Основи, що знаходяться в таких грунтах, також піддаються підйому, якщо навантаження, що діють на них, не врівноважують сили пучення. Оскільки деформації пучення ґрунту, як правило, нерівномірні, відбувається нерівномірне піднесення фундаментів, яке згодом накопичується. Внаслідок цього надфундаментні конструкції будівель та споруд зазнають неприпустимих деформацій та руйнуються. Деформаціям, від обдимання грунту особливо схильні легкі споруди, до яких відкоситься більшість малоповерхових сільських будівель.

Відповідно до норм з проектування основ будівель та споруд глибина закладення фундаментів у пучинистих ґрунтах повинна прийматися не менше розрахункової глибини промерзання. У цьому випадку підошва фундаменту звільняється від дії нормальних сил здирання. Однак глибоко закладені фундаменти мають розвинену бічну поверхню, за якою діють дотичні сили пучення. Ці сили перевершують навантаження, що передаються легкими будинками на фундаменти, внаслідок чого фундаменти витріщаються.

Одним із шляхів вирішення проблеми будівництва на пучинистих ґрунтах малоповерхових будівель є використання дрібнозаглиблених фундаментів. Такі фундаменти закладаються на глибині 0,2-0,5 м від поверхні ґрунту чи безпосередньо на поверхні (незаглиблені фундаменти). Таким чином, на дрібнозаглиблені фундаменти діє незначні дотичні сили пучення, а при незаглиблених фундаментах вони дорівнюють нулю.

Як правило, під фундаментами влаштовуються подушки товщиною 20-30 см з непучинистих матеріалів (пісок гравілистий, великий або середньої крупності, дрібний щебінь, котельний шлак та ін.). Застосуванням подушки досягається не лише часткова заміна пучинистого ґрунту на непучинистий, а й зменшення нерівномірних деформацій основи. Товщина подушок та глибина закладення фундаментів визначається розрахунком.

Основний принцип конструювання дрібнозаглиблених фундаментів будівель з несучими стінами на пучинистих ґрунтах полягає в тому, що стрічкові фундаменти всіх стін будівлі об'єднуються в єдину систему і утворюють досить жорстку горизонтальну раму, що перерозподіляє нерівномірні деформації основи. При дрібнозаглиблених стовпчастих фундаментах рама формується із фундаментних балок, які жорстко з'єднуються між собою на опорах.

Задля більшої спільної роботи фундаментних елементів останні жорстко з'єднуються між собою.

Зазначені конструктивні заходи виконуються при будівництві на середньопучинистих (при інтенсивності пучення, більшої 0,05) сильно- і надмірнопучинистих ґрунтах. В інших випадках, фундаментальні елементи укладаються вільно, не з'єднуються між собою. Кількісним показником пучинистості ґрунту є інтенсивність пучення, що характеризує пучення елементарного шару ґрунту. Застосування дрібнозаглиблених фундаментів базується на принципово новому підході до їх проектування, в основу якого закладено розрахунок підстав щодо деформацій пучення. При цьому допускаються деформації основи (підйом, у тому числі нерівномірний), проте вони повинні бути меншими за граничні, які залежать від конструктивних особливостей будівель.

При розрахунку підстав за деформаціями пучення враховуються пучинисті властивості ґрунту, тиск, що передається на нього, жорсткість фундаменту і надфундаментних конструкцій на вигин. Надфундаментні конструкції розглядаються не тільки як джерело навантажень на фундаменти, але і як активний елемент, що бере участь у спільній роботі фундаменту з основою. Чим більша жорсткість конструкцій на вигин, тим менші відносні деформації основи.

Всі конструкцій дрібнозаглиблених фундаментів і положення щодо їх розрахунку, наведені в цьому документі, пройшли перевірку при проектуванні та будівництві малоповерхових будівель різного призначення - будинків садибного типу, господарських будівель, виробничих сільськогосподарських будівель допоміжного призначення, трансформаторних підстанцій та ін.

В даний час у багатьох областях Європейської частини РРФСР, в районах з глибиною промерзання до 1,7 і на дрібнозаглиблених та незаглиблених фундаментах збудовано понад 1500 одно- та двоповерхових будівель з різних матеріалів - цегли, блоків, панелей, дерев'яних щитів. Систематичні інструментальні спостереження за будинками протягом 3-6 років свідчать про надійну роботу дрібнозаглиблених фундаментів. Застосування таких фундаментів замість традиційних ґрунтів, що закладаються нижче глибини промерзання, дозволило скоротити: витрата бетону на 50-80%, трудовитрати - на 40-70%.

У цих нормах містяться вимоги щодо конструювання, проектування та влаштування дрібнозаглиблених фундаментів на пучинистих ґрунтах. Не випадково тому область застосування таких фундаментів визначена саме для пучинистих ґрунтів. Дрібнозаглиблені фундаменти на пучинистих ґрунтах рекомендується застосовувати в масовому порядку при глибині промерзання до 1,7 м. При більшій глибині промерзання пучинистих ґрунтів дрібнозаглиблені фундаменти рекомендується лише для експериментального будівництва. Накопичення досвіду будівництва об'єктів з дрібнозаглибленими фундаментами в районах з великою глибиною промерзання дозволить надалі розширити сферу застосування їх на пучинистих ґрунтах.

Відповідно до глави СНиП 2.02.01-83 глибина закладення фундаментів на непучинистих грунтах не залежить від глибини їх промерзання. Тому при будівництві малоповерхових будівель на непучинистих ґрунтах дрібнозаглиблені фундаменти рекомендуються до масового застосування.

На підставах, складених вічномерзлими ґрунтами, дрібнозаглиблені фундаменти можуть бути використані для експериментального будівництва. При цьому повинні бути передбачені заходи, спрямовані на запобігання неприпустимим деформаціям підстав, викликаних відтаванням вічномерзлих ґрунтів.

У ґрунтових умовах П типу за просадочністю застосування дрібнозаглиблених фундаментів на природній підставі не допускається.

Необхідно підкреслити, що оскільки основною причиною пучення грунтів є наявність в них води, здатної при промерзанні переходити в лід, слід суворо дотримуватися вимоги про неприпустимість водонасичення грунту в основі дрібнозаглиблених фундаментів в процесі будівництва і при експлуатації будівель. Слід передбачати надійне відведення з майданчика будівництва атмосферних і виробничих вод шляхом вертикального планування території, що забудовується, влаштування водовідводів і дренажу. При копанні траншей для фундаментів та інженерних комунікацій земляні роботи слід проводити з мінімальним обсягом порушення ґрунтів природного складання. Не допускається скупчення води від пошкодження тимчасового трубопроводу на майданчику будівництва. Навколо будівель слід влаштовувати водонепроникні вимощення шириною не менше 1 м і ухилом не менше 0,03. Слід уникати пристрою вводів трубопроводів каналізації та водопостачання з гірського боку будівлі. При експлуатації будівель не допускається змінювати умови, стосовно яких запроектовані дрібнозаглиблені фундаменти.

Зміст

ВЕДОМЧІ БУДІВЕЛЬНІ НОРМИ

ПРОЕКТУВАННЯ
дрібнозаглиблених фундаментів
малоповерхових сільських будівель
на пучинистих ґрунтах

ВСН 29-85

Мінсільбуд

МІНІСТЕРСТВО СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА

Москва - 1985

Науково-дослідним інститутом основ та підземних споруд Держбуду СРСР (НДІОСП)

Проектним інститутом Саратовоблколгосппроект Росколгоспбуд-об'єднання

Внесено: ЦНДІЕПсільбудом Мінсільбуду СРСР, НДІОСП Держбуду СРСР

Підготовлено до затвердження: Головним технічним управлінням Мінсільбуду СРСР

Узгоджено: Держбудом СРСР

Мінсільгоспом СРСР

Затверджено та введено в дію: наказом Міністерства сільського будівництва СРСР № 44 від 14 лютого 1985 р.

Вступ. 1

1. Загальні положення. 4

2. Оцінка пучинистості ґрунтів. 5

3. Конструкції дрібнозаглиблених фундаментів на пучинистих ґрунтах. 7

4. Розрахунок основи дрібнозаглиблених фундаментів за деформаціями пучення ґрунту. 8

5. Розрахунок внутрішніх зусиль у конструкціях будівель. 14

6. Влаштування дрібнозаглиблених фундаментів на пучинистих ґрунтах. 16

Додаток 1. Визначення розрахункової передзимової вологості ґрунту. 16

Додаток 2. Розрахунок деформації пучення ненавантаженої поверхні ґрунту. 17

Додаток 3. Визначення опору зсуву мерзлого ґрунту щодо фундаменту. 19

Додаток 4. Розрахунок показника гнучкості конструкцій будівлі. 22

Додаток 5. Приклад розрахунку дрібнозаглибленого стрічкового фундаменту. 24

ВСТУП

Відповідно до норм з проектування основ будівель та споруд глибина закладення фундаментів у пучинистих ґрунтах повинна прийматися не менше розрахункової глибини промерзання. У цьому випадку підошва фундаменту звільняється від дії нормальних сил здирання. Однак глибоко закладені фундаменти мають розвинену бічну поверхню, за якою діють дотичні сили пучення. Ці сили перевершують навантаження, що передаються легкими будинками на фундаменти, внаслідок чого фундаменти витріщаються.

Як правило, під фундаментами влаштовуються подушки товщиною 20 - 30 см з непучинистих матеріалів (пісок гравілистий, великий або середньої крупності, дрібний щебінь, котельний шлак та ін.). Застосуванням подушки досягається не лише часткова заміна пучинистого ґрунту на непучинистий, а й зменшення нерівномірних деформацій основи. Товщина подушок та глибина закладення фундаментів визначається розрахунком.

Задля більшої спільної роботи фундаментних елементів останні жорстко з'єднуються між собою.

Усі конструкції дрібнозаглиблених фундаментів та положення щодо їх розрахунку, наведені в цьому документі, пройшли перевірку при проектуванні та будівництві малоповерхових будівель різного призначення - будинків садибного типу, господарських будівель, виробничих сільськогосподарських будівель допоміжного призначення, трансформаторних підстанцій та ін.

В даний час у багатьох областях Європейської частини РРФСР, в районах з глибиною промерзання до 1,7 і на дрібнозаглиблених та незаглиблених фундаментах збудовано понад 1500 одно- та двоповерхових будівель з різних матеріалів - цегли, блоків, панелей, дерев'яних щитів. Систематичні інструментальні спостереження за будинками протягом 3 - 6 років свідчать про надійну роботу дрібнозаглиблених фундаментів. Застосування таких фундаментів замість традиційних, що закладаються нижче за глибину промерзання грунтів дозволило скоротити: витрата бетону на 50 - 80 %, трудовитрати - на 40 - 70 %.

г) проводиться перевірка фундаменту щодо стійкості на вплив дотичних сил пучення; розрахунок виконується за методикою, викладеною в розділі СНиП II-18-76 , нормативні питомі дотичні сили пучення приймаються рівними: для слабопучинистих грунтів 7 тс/м 2 для середньопучинистих грунтів 9 тс/м 2 для сильно- і надмірно пучинистих грунтів 1 /м 2;

д) визначається деформація пучення ненавантаженої основи;

е) визначаються температурний режим та динаміка сезонного промерзання ґрунтів основи, на основі яких розраховується тиск морозного пучення на підошву фундаменту;

ж) проводиться розрахунок основи фундаменту за деформаціями пучення ґрунту.

4.3. Деформація пучення ненавантаженої основи h fi визначається за однією із формул, наведених у табл. 3 на основі попередньо заданих глибини закладення фундаменту d і товщини подушки h п.

Деформація, що входить у ці формули, пучення ненавантаженої поверхні ґрунту h f визначається відповідно до додатка 2. Розрахункова глибина промерзання ґрунту d f визначається відповідно до глави СНиП 2.02.01-83 .

4.4. Тиск на підошву фундаменту (P r , тс/м 2) від нормальних сил пучення визначаються за формулами для стовпчастого фундаменту з круглою формою підошви

для стовпчастого фундаменту з квадратною формою підошви

для стовпчастого фундаменту з прямокутною формою підошви

(4.5)

для стрічкового фундаменту

де d z - потужність шару ґрунту, що випучується, що викликає нижче підошви фундаменту деформацію h fi (див. п. 4.4); для першої схеми розрахунку d z = 0,75 d f - d - h п, для решти двох схем d z = d f - d - h п;

k a - коефіцієнт умов роботи промерзаючого ґрунту основи під фундаментом, що визначається з графіків (рис. 3) залежно від величини d z та площі підошви фундаменту А f при А f > 1 м 2 ; коефіцієнт умов роботи приймається рівним k a при А f = 1 м2; для стрічкового фундаменту A f приймається на одиницю його довжини;

r - радіус підошви стовпчастого фундаменту круглої форми, м;

b, a - відповідно ширина та довжина підошви стовпчастого фундаменту прямокутної форми;

b 1 – ширина стрічкового фундаменту;

s s - опір зсуву мерзлого ґрунту щодо фундаменту, тс/м 2 ; визначається відповідно до додатку 3.

Таблиця 3

Умови зволоження ґрунтів на вигляд рельєфу	Відстань від поверхні ґрунту до рівня підземних вод d w , м	Орієнтовне значення середньої вологості в межах сезонно-промерзаючого шару d fn	Формули для визначення деформації пучення ненавантаженої основи
Сухі ділянки - височини, горби місця. Водороздільні плато. Грунти зволожуються тільки на рахунок атмосферних опадів	d w > d fn + z	а) W £ W cr + 0,3I p б) W > W cr + 0,3I p
Сухі ділянки - слабко погіршені місця, рівнини, пологи схили із затяжним ухилом улоговини з ознаками поверхневого заболочування. Грунти зволожуються за рахунок атмосферних опадів та верхівки, частково підземних вод	d w< d fn + z	W > W cr + 0,3I p
Мокрі ділянки – знижені рівнини, улоговини, міжсхилові низини, заболочені місця. Грунти водонасичуються за рахунок атмосферних опадів та підземних вод, включаючи верхівку		W > W cr + 0,5I p

Таблиця 4

Найменша відстань від межі промерзання рівня підземних вод

4.5. Деформація пучення ґрунту основи з урахуванням тиску під підошвою фундаменту визначається за формулою

(4.7)

де р i - Тиск по підошві фундаменту від зовнішнього навантаження, тс/м 2 ;

p r - те саме позначення, що в п. 4.4;

b - коефіцієнт, що враховує вплив подушки працювати фундаменту; приймається за табл. 5.

4.6. Відносна деформація пучення ґрунту основи з урахуванням жорсткості надфундаментних конструкцій будівлі визначається за формулою

(4.8)

де g п - коефіцієнт надійності, що приймається рівним 1,1;

w - коефіцієнт, що залежить від показника гнучкості конструкцій будівлі l, визначається з графіка (рис. 4); показник l визначається відповідно до додатку 4;

Dh fp - різниця деформацій пучення (h 1 fp - h 2 fp), м, яка визначається при екстремальних значеннях розрахункової передзимової вологості ґрунту на майданчику будівництва;

L – довжина стіни будівлі (відсіку), м.кв.

Мал. 3. Значення коефіцієнта k a

Мал. 4. Значення коефіцієнта w залежно від показника гнучкості конструкції будівлі l

Таблиця 5

Значення коефіцієнта b

Відношення товщини подушки до ширини фундаменту h п /b	значення коефіцієнта
Відношення товщини подушки до ширини фундаменту h п /b	для стовпчастих фундаментів	для стрічкових фундаментів

Примітка. Для проміжних значень коефіцієнт b визначається інтерполяцією.

4.7. При показнику гнучкості конструкцій l > 3 відносна деформація пучення ґрунту основи визначається за формулами:

для стрічкових фундаментів

для стовпчастих фундаментів

де Dh fp - те саме позначення, що в п. 4.6;

l – відстань між сусідніми фундаментами.

Крін основ будівель обмежених розмірів у плані (при ) визначається за формулою

5. Розрахунок внутрішніх зусиль у конструкціях будівель

(5.1)

(5.2)

де B, B 1 - коефіцієнти, що залежать від l і які визначаються за графіками (рис. 5, 6);

Наведена жорсткість на вигин поперечного перерізу конструкцій будівлі в системі фундамент-цоколь-пояс підсилення-стіна, тс/м 2 визначається відповідно до додатку 4;

Dh fi , L - ті ж позначення, що у формулі (4.8).

(5.3)

де i , i - відповідно згинальна і зсувна жорсткість перерізу елемента;

G - модуль зсуву, тс/м 2 прийнятий рівним 0,4E.

Мал. 5. Значення коефіцієнта B

Мал. 6. Значення коефіцієнта B 1

5.3. Сили F r , що виникають у зв'язках панельних стін, визначається за формулою

, (5.5)

де d i , y o , E j , A j - ті ж позначення, що у формулі (13) додатка 4.

6. Влаштування дрібнозаглиблених фундаментів на пучинистих ґрунтах

виконання передбачених проектом робіт із відведення поверхневих вод.

6.2. Підготовка основи під дрібнозаглиблений стрічковий (стовпчастий) фундамент складається з уривку траншеї (котловану), зачистки дна, пристрою протипучинної подушки. При влаштуванні подушки непучинистий матеріал відсипається шарами товщиною не більше 20 см і ущільнюється котками або вібраторами площадковими до r d = 1,6 т/м 3 .

6.3. Щоб уникнути водонакопичення та осипки стінок траншей (котлованів), уривку їх слід робити після завезення фундаментних блоків та інших будівельних матеріалів, необхідних для влаштування дрібнозаглиблених фундаментів.

6.7. Забороняється влаштовувати дрібнозаглиблені фундаменти на промерзлій основі. У зимовий час допускається влаштовувати такі фундаменти лише за умови глибокого залягання ґрунтових вод із попереднім відтаванням мерзлого ґрунту та обов'язковим засипанням пазух непучинистим матеріалом.

Додаток 1

Визначення розрахункової передзимової вологості ґрунту

Розрахункова передзимова вологість у шарі ґрунту завтовшки, що дорівнює глибині нормативного промерзання d fn визначається за формулою

де W п - середньозважене значення вологості в шарі сезонно промерзаючого ґрунту, частки един., отримане за результатами досліджень у літньо-осінній період;

W e - розрахункова кількість опадів, що випали за період t, що передує моменту проведення досліджень і визначається за формулою (2);

W 0 - розрахункова кількість опадів, що випали в передзимовий (до встановлення середньомісячної негативної температури повітря) період, що дорівнює за тривалістю t e .

Значення W e і W 0 визначаються за даними «Довідника по клімату» або за середньорічними даними спостережень гідрометеорологічної станції, що знаходиться в аналогічних умовах із районом будівництва. Тривалість періоду t e, доба, визначається ставленням

При t e £ 90, (2)

де K - коефіцієнт фільтрації, м/добу.

Додаток 2

Розрахунок деформації пучення ненавантаженої поверхні ґрунту

1. Деформація пучення ненавантаженої поверхні пилувато-глинистого ґрунту при його промерзанні до розрахункової глибини d f залежно від розрахункової передзимової вологості W визначається за формулами

при W > W p r

при W £ W pr

(2)

де W pr - вологість межі пучення грунту, що визначається за формулою

(3)

в якій

0,92, r w , r s , r d - щільність, т/м 3 відповідно льоду, води, твердих частинок і сухого грунту;

K w - коефіцієнт вмісту незамерзлої води в мерзлому ґрунті при температурі, що дорівнює 0,5Т up ;

W p W cr - ті ж позначення, що в п. 2.1;

K b - параметр, що виражає відношення коефіцієнтів вологопровідності, рівний

(4)

де W sat - повна вологоємність ґрунту;

I t – температурний коефіцієнт, рівний

(5)

де y - параметр, що характеризує зону одночасного пучення, визначається за номограм (рис. 1, 2);

h - параметр, що виражає зв'язок між температурою та вмістом незамерзлої води в зоні промерзання, визначається за таблицею цього додатка.

2. Деформація пучення ненавантаженої поверхні піщаного ґрунту визначається за формулою

h f = f i d f , (6)

де f i - інтенсивність пучення, що приймається рівною:

f i = 0,035 для слабопучинистого піщаного ґрунту;

f i = 0,07 для среднепучинистого піщаного ґрунту.

Значення параметрів h, K w і температури припинення пучення T up різних видівглинистого ґрунту

Найменування виду ґрунту

Число пластичності ґрунту I p

Температура припинення пучення T up

Значення параметра h

Значення коефіцієнта K w при розрахунковій температурі ґрунту T 0 °C

0,02 < I p £ 0,07

Супесь пилувата

Суглинок

0,07 < I p £ 0,13

пилуватий

Суглинок

0,13 < I p £ 0,17

Суглинок пилуватий

Примітка. Для проміжних значень температури коефіцієнт K w приймається інтерполяцією.

Мал. 1. Значення параметра y для суглинків

Мал. 2. Значення параметра y для пилувато-глинистих ґрунтів

Додаток 3

Визначення опору зсуву мерзлого ґрунту щодо фундаменту

1. Опір зміщеного мерзлого ґрунту щодо фундаменту визначається за таблицею цього додатка залежно від швидкості пучення v t та розрахункової температури промерзаючого ґрунту T d під фундаментом.

2. Швидкість пучення ґрунту v t , м/добу, визначається виразом

де h fi - деформація пучення ненавантаженої основи, що визначається відповідно до п. 4.3;

t d - тривалість періоду, в місяцях, промерзання ґрунту під фундаментом

(2)

Тут t 0 - тривалість періоду з негативними температурами повітря, у місяцях, що визначається відповідно до глави СНіП 2.01.01-82.

d, h п, d f - ті ж позначення, що п. 4.3.

3. Розрахункова температура ґрунту під фундаментом визначається за формулою

(3)

(4)

де T min - середня температура повітря найхолоднішого місяця зимового періоду, °C, що визначається відповідно до глави СНиП 2.01.01-82.

Значення s s

Розрахункова температура ґрунту під фундаментом T d , °C

Середня швидкість пучення ґрунту v f ×10 2 м/добу, що промерзає під підошвою фундаменту

Примітка. Для проміжних значень T d і v f значення s приймається по інтерполяції.

Додаток 4

Розрахунок показника гнучкості конструкцій будівлі

1. Показник гнучкості конструкцій будинку визначається за формулою

де - наведена жорсткість на вигин поперечного перерізу конструкцій будівлі в системі фундамент-цоколь-пояс посилення-стіна, тс/м 2 визначається за формулою (4);

С - коефіцієнт жорсткості основи при пученні ґрунту для основ стрічкових фундаментів;

L – довжина стіни будівлі (відсіку), м;

для основ стовпчастих фундаментів

Тут P r , h fi , b 1 - ті ж позначення, що у пп. 4.4 – 4.5;

A f - площа підошви стовпчастого фундаменту, м 2;

n i - Число стовпчастих фундаментів в межах довжини стіни будівлі (відсіку).

2. Наведена жорсткість на вигин поперечного перерізу конструкцій будівлі в системі фундамент-цоколь-пояс підсилення-стіна, тс/м 2 визначається за формулою

F + z + p + s , (4)

де f, z, p, s - відповідно жорсткість на вигин фундаменту, цоколя, пояси посилення, стіни будівлі.

3. Жорсткість на вигин, тс/м 2 фундаменту, цоколя і пояса посилення визначається за формулами

F = g f E f (I f + A 0 y 02); (5)

Z = g z E z (I z + A z y z 2); (6)

P = g p E p (I p + A p y p 2); (7)

де E f , E z , E p - відповідно модулі деформації тс/м 2 матеріалу фундаменту, цоколя і пояса;

I f , I z , I p - відповідно моменти інерції, м 4 поперечного перерізу фундаменту, цоколя і пояса посилення щодо власної головної центральної осі;

A 0 , A z , A p - площі поперечного перерізу, м 2 фундаменту, цоколя і пояса посилення;

y 0 , y z , y p - відповідно відстані, м від головної центральної осі поперечного перерізу фундаменту, цоколя і пояса посилення до умовної центральної осі перерізу всієї системи;

g f , g z , g p - відповідно коефіцієнти умов роботи фундаменту, цоколя та пояса посилення, що приймаються рівними 0,25.

Жорсткість на згинання фундаменту, що складається з блоків, між собою, приймається рівною нулю. Якщо цоколь є продовженням фундаменту або забезпечена їхня спільна робота, цоколь і фундамент слід розглядати як єдиний конструктивний елемент. За відсутності поясів посилення p = 0. За наявності кількох поясів посилення жорсткість на вигин кожного їх визначається за формулою (7).

4. Жорсткість на вигин, тс/м 2 стін з цегли, блоків, монолітного бетону (залізобетону) визначається за формулою

S = g s E s (I s + A s y s 2), (8)

де E s - модуль деформації матеріалу стіни, тс/м 2;

g s - коефіцієнт умов роботи стіни, що приймається рівним: 0,15 - для стін із цегли, 0,2 - для стін із блоків, 0,25 - для стін із монолітного бетону;

I s - момент інерції поперечного перерізу стіни, м 4 визначається за формулою (9);

А s - площа поперечного перерізу стіни, м2;

у s - відстань, м від головної центральної осі поперечного перерізу стіни до умовної нейтральної осі перерізу всієї системи.

Момент інерції поперечного перерізу стіни визначається за формулою

де I 1 і I 2 - відповідно момент інерції перерізу стіни по прорізах і по простінках, м 4 .

Площа поперечного перерізу стіни визначається за формулою

(10)

де b s - Товщина стіни, м.

Відстань від центру тяжкості наведеного поперечного перерізу стіни до нижньої грані визначається за формулою

(11)

5. Відстань від головної центральної осі поперечного перерізу фундаменту до умовної нейтральної осі системи фундамент-цоколь-пояс посилення - стіна визначається за формулою

(12)

де E i , A i - відповідно модуль деформації та площа поперечного перерізу i конструктивного елемента (цоколя, стіни, пояса);

g i - коефіцієнт умов роботи i конструктивного елемента;

y i - відстань від головної центральної осі поперечного перерізу i конструктивного елемента до головної центральної осі поперечного перерізу фундаменту.

6. Жорсткість на вигин, тс.м 2 стін з панелей визначається за формулою

(13)

де E j , A j - відповідно модуль деформації, тс/м 2 і площа поперечного перерізу, м 2 , j-того зв'язку;

m – число зв'язків між панелями;

d j - відстань від j-того зв'язку до головної центральної осі поперечного перерізу фундаменту, м;

y 0 - відстань від головної центральної осі поперечного перерізу фундаменту до умовної нейтральної осі системи фундамент-стіна будівлі, що визначається за формулою

(14)

в якій n – число конструктивних елементів у системі фундамент-стіна.

Додаток 5

Приклад розрахунку дрібнозаглибленого стрічкового фундаменту

1. ВИХІДНІ ДАНІ

1. Потрібно запроектувати дрібнозаглиблений фундамент одноповерхової будівлі з підлогами за цокольним перекриттям, що зводиться поблизу м. Вологди.

Матеріалом стін є легкий бетон М75, що має модуль пружності E s = 6∙10 6 КПа (0,6×10 6 тс/м 2 ). Довжина зовнішніх стін будинку L1 = 12,6 м, L2 = 6,3 м; висота стін 3,38 м, найбільша висота отворів h 1 = 2,2 м, товщина стін b s = 0,4 м. Розрахункова температура повітря всередині приміщення +5 °C.

2. Інженерно-геологічні умови будівництва.

Ґрунти майданчика представлені покривними суглинками, які в межах нормативної глибини промерзання мають такі характеристики:

щільність сухого ґрунту r d = 1,64 т/м 3 ;

щільність твердих частинок r s = 2,79 т/м 3;

природна вологість ґрунту W п1 = 0,295, W п2 = 0,26 (нерівномірний розподіл по майданчику досліджень);

вологість на межі плинності W L = 0,32;

вологість на межі розкочування W p = 0,208;

число пластичності I p = 0,112;

повна вологоємність ґрунту W sat = 0,251;

коефіцієнт фільтрації K = 3×10 -2 м/добу.

Рівень підземних вод залягає глибині 3,0 м. Нормативна глибина промерзання d fn = 1,5 м.

2. ОЦІНКА ПУЧИНІСТОСТІ ГРУНТІВ

Визначимо параметр R f за формулою (2.1) цих норм:

де W - розрахункова передзимова вологість ґрунту в шарі сезонного промерзання, визначається за формулою (1) додатка 1;

W п - середнє значення природної вологості по глибині d fn в період досліджень наприкінці липня, дорівнює W п1 = 0,295, W п2 = 0,26;

= 50 діб. = 1,7 міс.

За даними «Довідника з клімату», вип. 1 (Л., Гідрометеоздат, 1968) середньомісячна кількість опадів, що випадають у літньо-осінній період у районі м. Вологди (табл. la, станції 320, 321), становить:

Місяць VI VII VIII IX Х

Кількість опадів, мм 74 76 75 72 58

Розрахункова кількість опадів за період 1,7 місяця до початку промерзання ґрунту дорівнює:

Розрахункові екстремальні значення вологості при W п1 і W п2 рівні:

W cr = 0,21 (рис. 1 BCH)

(СНіП 2.01.01-82. Будівельна кліматологія та геофізика).

з урахуванням вихідної густини сухого ґрунту r d = 1,64 т/м 3 ;

Відповідно до табл. 1 реальних норм майданчик складена середньопучинистими ґрунтами. На основі отриманого результату за п. 3.5 цих норм проводиться вибір конструктивного рішенняфундаменту.

3. КОНСТРУКТИВНЕ РІШЕННЯ

Приймаємо збірно-монолітний фундамент із армованих блоків, покладених на піщану подушку.

Ширина блоків b1 = 0,4 м; висота h = 0,58 м; бетон важкий М100 із модулем пружності E f = 17×10 6 кН/м 2 (1,7×10 6 тс/м 2). Погонне навантаження на фундамент становить q i = 28,4 кН/м (2,84 тс/м). Висота піщаної подушки 0,2 м. Глибина закладення фундаменту 0,2 м від планувальної позначки. Відповідно до табл. 2 цих норм граничні деформації пучення рівні: S u = 3,5 см,

4. РОЗРАХУНОК СТРІЧКОВОГО ФУНДАМЕНТУ

1. Перевірка стійкості будівлі на дію дотичних сил морозного пучення.

Прийнявши відповідно до вказівок п. 4.22 значення нормативних дотичних сил пучення 9 тс/м 2 (90 кН/м 2), здійснимо розрахунок стійкості споруди за СНиП II-18-76, додаток 5, враховуючи дію дотичних сил пучення на 1 м зовнішньої сторони фундаменту:

N = 28,4×0,9 = 25,6 кН/м

t th A fh = 90×0,2×1,0 = 18 кН/м

Отже, умова стійкості виконується.

2. Розрахунок підстави з деформацій пучення.

Визначимо величину пучення ненавантаженої поверхні ґрунту h t (додаток 2) за глибини промерзання 1,5 м.

Визначимо параметри T up, h, K w (T up), W pr, K b, y, I t.

Відповідно до табл. 3 додатка 2:

K w (T up) = 0,6.

Визначимо за формулою (3) додатка 2 W pr:

За графіком рис. 1 додатка 2 параметр y при вологості W 1 та W 2: y 1 = 1,05, y 2 = 1,14.

За формулою (5) додатка 2 визначимо параметр It:

приймаємо It1 = 1.

При W 1 > W pr (0,25 > 0,241) величину h f 1 визначимо за формулою (1) додатка 2:

При W 2< W pr (0,22 < 0,241) величину h f 2 определим по формуле (2) приложения 2;

3. Визначимо величину пучення h fi ненавантаженої основи під фундаментом (табл. 3)

При d w< d fn + z (3,0 < 1,5 + 1,8) (z - определяется по таблице 4 ВСН) и при W >W cr + 0,3I p (0,25 > 0,21 + 0,033), розрахунок провадимо за другою розрахунковою схемою:

4. Визначимо величину пучення під підошвою фундаменту з урахуванням тиску підошвою фундаменту від зовнішнього навантаження.

Тиск пучення на підошву фундаменту від нормальних сил пучення визначимо за формулою (4.6):

d z = d f - d - h п = 1,5 - 0,2 - 0,2 = 1,1 м

K a = 0,26 (рис. 3), F = l 1 b 1 = 1×0,4 = 0,4 м 2 .

s s знаходимо за додатком 3 цих норм. Для цього визначаємо тривалість періоду промерзання t d і швидкість пучення V f за формулами (1) та (2) додатка 3:

Значення температури біля поверхні ґрунту T п і під підошвою фундаменту T d визначимо за формулами (3) і (4) додатка 3:

Оскільки |T п | > |0,5T min |, приймемо Т п = 0,5Т min = -5,9 ° C

При V f = 0,033 см/добу і T d = -4,3 ° C за табл. додатки 3 визначимо s s = 63 КПа (6,3 тс/м2).

Деформацію пучення ґрунту основи з урахуванням тиску під підошвою фундаменту визначимо за формулою

У даному випадку тиск під підошвою фундаменту дорівнює:

Величину b визначаємо за табл. 5 ВСН 29-85:

5. Відносну нерівномірність деформацій основи без урахування жорсткості конструкцій будівлі для стрічкового фундаменту поздовжньої стіни завдовжки L 1 = 12,6 м визначимо за формулою (4.9).

З розрахунків випливає, що задовольняється лише умова (4.1) цих норм.

6. Зробимо розрахунок з урахуванням впливу жорсткості фундаменту та надземних конструкцій на вирівнювання нерівномірних деформацій основи. Визначимо жорсткість на вигин системи фундамент – стіна будівлі.

Момент інерції перерізу ділянки стіни над отвором щодо власної головної центральної осі становитиме:

Відстань між головною центральною віссю перерізу ділянки стіни над отвором і головною центральною віссю стіни дорівнює:

Момент інерції перерізу ділянки стіни над отвором щодо головної центральної осі всієї стіни складе:

I 1 = I" 1 + a 2 A s 1 = 0,055 + 1,1 2×0,4×1,18 = 0,626 м 4 .

Момент інерції ділянки стіни по простінку щодо головної центральної осі стіни складе:

Наведений момент інерції перерізу стіни дорівнює (формула (9) додатка 4 ВСН):

Наведену площу поперечного перерізу стіни розрахуємо за формулою (10) додатка 4.

Відстань від головної центральної осі поперечного перерізу фундаменту до умовної нейтральної осі системи фундамент - стіна визначимо за формулою (12) додатка 4.

Жорсткість на вигин поперечного перерізу фундаменту та стіни відповідно до формул (5), (8) додатка 4 складе:

F = g f E f (I f + A 0 y 0 2) =

S = g s E s (I s + A s y s 2) = 0,2×6×10 6 ∙(0,84 + 1,18×0,72 2) = 1742050 кН∙м 2 (174205 тс∙м 2) ,

y s = y" s - y 0 = y + 0,5 y f - y 0 = 1,47 + 0,29 - 1,04 = 0,72 м.

Наведена жорсткість на вигин системи фундамент - стіна дорівнює (формула (4) додатка 4):

F + s = 1094100 + 1742050 = 284×10 4 кН∙м 2 = (28,4×10 4 тс∙м 2).

За формулою (1) додатка 4 визначимо показник гнучкості конструкцій будівлі l, попередньо обчисливши за формулою (2) коефіцієнт жорсткості під час пучення:

При l 1 = 0,58 коефіцієнт w 1 знайдений за графіком рис. 4, дорівнює 0,034.

За формулою (4.8) цих норм визначимо e fp:

Отримане значення (0,33×10 -4< 0,6×10 -3).

Таким чином, розрахунком встановлено, що експлуатаційна надійність будівлі на морозонебезпечній основі забезпечується.

ВЕДОМЧІ БУДІВЕЛЬНІ НОРМИ

ПРОЕКТУВАННЯ

дрібнозаглиблених фундаментів малоповерхових сільських будівель на пучинистих ґрунтах

Мінсільбуд

МІНІСТЕРСТВО СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА

Москва - 1985

Директор Л.М. Ануфріїв

Завідувач сектору підстав

та фундаментів у складних

ґрунтових умовахВ.С. Сажин

Старші наукові співробітники А.Г. Бейріх

В.В. Борщів

Д.Я. Гінзбург

А.Т. Мальцев

Науково-дослідним інститутом основ та підземних споруд Держбуду СРСР (НДІОСП)

Директор Б.С. Федоров

Завідуючий лабораторією

основ та фундаментів

на пучинистих ґрунтахВ.О. Орлов

Проектним інститутом Саратовоблколгосппроект Росколгоспбуд-об'єднання

Директор Б.М. Лисункін

Головний спеціаліст В.М. Краюшкін

Внесено: ЦНДІЕПсільбудом Мінсільбуду СРСР, НДІОСП Держбуду СРСР

Підготовлено до затвердження: Головним технічним управлінням Мінсільбуду СРСР

Начальник В.Я. Макарук

Узгоджено: Держбудом СРСР

Заступник голови С.Л. Двірників

Мінсільгоспом СРСР

Заступник міністраІ.П. Бистрюков

Затверджено та введено в дію: наказом Міністерства сільського будівництва СРСР №44 від 14 лютого 1985 р.

ВСТУП

Відповідно до норм з проектування основ будівель та споруд глибина закладення фундаментів у пучинистих ґрунтах повинна прийматися не менше розрахункової глибини промерзання. У цьому випадку підошва фундаменту звільняється від дії нормальних сил здирання. Однак глибоко закладені фундаменти мають розвинену бічну поверхню, за якою діють дотичні сили пучення. Ці сили перевершують навантаження, що передаються легкими будинками на фундаменти, внаслідок чого фундаменти витріщаються.

Одним із шляхів вирішення проблеми будівництва на пучинистих ґрунтах малоповерхових будівель є використання дрібнозаглиблених фундаментів. Такі фундаменти закладаються на глибині 0,2-0,5 м від поверхні ґрунту чи безпосередньо на поверхні (незаглиблені фундаменти). Таким чином, на дрібнозаглиблені фундаменти діє незначні дотичні сили пучення, а при незаглиблених фундаментах вони дорівнюють нулю.

Як правило, під фундаментами влаштовуються подушки товщиною 20-30 см з непучинистих матеріалів (пісок гравілистий, великий або середньої крупності, дрібний щебінь, котельний шлак та ін.). Застосуванням подушки досягається не лише часткова заміна пучинистого ґрунту на непучинистий, а й зменшення нерівномірних деформацій основи. Товщина подушок та глибина закладення фундаментів визначається розрахунком.

Задля більшої спільної роботи фундаментних елементів останні жорстко з'єднуються між собою.

Необхідно підкреслити, що оскільки основною причиною пучення ґрунтів є наявність у них води, здатної при промерзанні переходити в лід, слід суворо дотримуватись вимоги про неприпустимість водонасичення ґрунту в основі дрібнозаглиблених фундаментів у процесі будівництва та експлуатації будинків. Слід передбачати надійне відведення з майданчика будівництва атмосферних і виробничих вод шляхом вертикального планування території, що забудовується, влаштування водовідводів та дренажу. При копанні траншей для фундаментів та інженерних комунікацій земляні роботи слід проводити з мінімальним обсягом порушення ґрунтів природного складання. Не допускається накопичення води від пошкодження тимчасового трубопроводу на майданчику будівництва. Навколо будівель слід влаштовувати водонепроникні вимощення шириною не менше 1 м і ухилом не менше 0,03. Слід уникати пристрою вводів трубопроводів каналізації та водопостачання з гірського боку будівлі. При експлуатації будівель не допускається змінювати умови, стосовно яких запроектовані дрібнозаглиблені фундаменти.

1. Загальні положення

Примітка. можуть бути використані для проведення експериментального будівництва в районах з глибиною промерзання ґрунтів понад 1,7 м-коду.

2. ОЦІНКА ПУЧИНІСТОСТІ ГРУНТІВ

2.1. За ступенем безодню грунти поділяються на п'ять груп (табл.1). Приналежність пилувато-глинистого ґрунту до тієї чи іншої групи оцінюється параметром Rf, що визначається за формулою

де W - розрахункова передзимова вологість у шарі сезонного промерзання ґрунту, частки один., що визначається відповідно до додатку 1;

Wp, WL - середньозважені значення (у межах шару сезонного промерзання грунту) вологостей, що відповідають межам розкочування та плинності, частки один.;

Wcr - критична вологість, частка един., що визначається за графіком (рис.1) при середньозважених значеннях числа пластичності та межі плинності;

Мо - безрозмірний коефіцієнт, чисельно рівний при відкритій, оголеній від снігу поверхні промерзаючого ґрунту абсолютному значенню середньої зимової температури повітря, що визначається відповідно до глави БНіП з будівельної кліматології та геофізики, а за відсутності в ній даних для конкретного району будівництва - за результатами спостережень гідрометеорологічної станції, що знаходиться в аналогічних умовах із районом будівництва.

ВЕДОМЧІ БУДІВЕЛЬНІ НОРМИ

ПРОЕКТУВАННЯ
дрібнозаглиблених фундаментів малоповерхових сільських будівель на пучинистих ґрунтах

ВСН 29-85
Мінсільбуд

МІНІСТЕРСТВО СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА
Москва - 1985

Директор Л.М. Ануфріїв
Завідувач сектору підстав
та фундаментів у складних
ґрунтових умовах В.С. Сажин
Старші науковці А.Г. Бейріх
В.В. Борщів
Д.Я. Гінзбург
А.Т. Мальцев

Науково-дослідним інститутом основ та підземних споруд Держбуду СРСР (НДІОСП)

Директор Б.С. Федоров
Завідуючий лабораторією
основ та фундаментів
на пучинистих ґрунтах В.О. Орлов

Проектним інститутом Саратовоблколгосппроект Росколгоспбуд-об'єднання

Директор Б.М. Лисункін
Головний спеціаліст В.М. Краюшкін

Внесено: ЦНДІЕПсільбудом Мінсільбуду СРСР, НДІОСП Держбуду СРСР

Підготовлено до затвердження: Головним технічним управлінням Мінсільбуду СРСР

Начальник В.Я. Макарук

Узгоджено: Держбудом СРСР
Заступник голови С.Л. Двірників
Мінсільгоспом СРСР
Заступник Міністра І.П. Бистрюков

Затверджено та введено в дію: наказом Міністерства сільського будівництва СРСР №44 від 14 лютого 1985 р.

ВСТУП

На території СРСР широко поширені пучинисті ґрунти. До них відносяться глини, суглинки, супіски, піски пилуваті та дрібні. При певній вологості ці ґрунти, замерзаючи в зимовий період, збільшуються в обсязі, що призводить до підйому шарів ґрунту в межах глибини його промерзання. Основи, що знаходяться в таких грунтах, також піддаються підйому, якщо навантаження, що діють на них, не врівноважують сили пучення. Оскільки деформації пучення ґрунту, як правило, нерівномірні, відбувається нерівномірне піднесення фундаментів, яке згодом накопичується. Внаслідок цього надфундаментні конструкції будівель та споруд зазнають неприпустимих деформацій та руйнуються. Деформаціям, від обдимання ґрунту особливо схильні легкі споруди, до яких відкоситься більшість малоповерхових сільських будівель.
Відповідно до норм з проектування основ будівель та споруд глибина закладення фундаментів у пучинистих ґрунтах повинна прийматися не менше розрахункової глибини промерзання. У цьому випадку підошва фундаменту звільняється від дії нормальних сил здирання. Однак глибоко закладені фундаменти мають розвинену бічну поверхню, за якою діють дотичні сили пучення. Ці сили перевершують навантаження, що передаються легкими будинками на фундаменти, внаслідок чого фундаменти витріщаються.
Таким чином, матеріаломісткі та дорогі фундаменти, закладені нижче глибини промерзання ґрунту, не забезпечують надійну експлуатацію малоповерхових будівель, побудованих на пучинистих ґрунтах.
Одним із шляхів вирішення проблеми будівництва на пучинистих ґрунтах малоповерхових будівель є використання дрібнозаглиблених фундаментів. Такі фундаменти закладаються на глибині 0,2-0,5 м від поверхні ґрунту чи безпосередньо на поверхні (незаглиблені фундаменти). Таким чином, на дрібнозаглиблені фундаменти діє незначні дотичні сили пучення, а при незаглиблених фундаментах вони дорівнюють нулю.
Як правило, під фундаментами влаштовуються подушки товщиною 20-30 см з непучинистих матеріалів (пісок гравілистий, великий або середньої крупності, дрібний щебінь, котельний шлак та ін.). Застосуванням подушки досягається не лише часткова заміна пучинистого ґрунту на непучинистий, а й зменшення нерівномірних деформацій основи. Товщина подушок та глибина закладення фундаментів визначається розрахунком.
Основний принцип конструювання дрібнозаглиблених фундаментів будівель з несучими стінами на пучинистих ґрунтах полягає в тому, що стрічкові фундаменти всіх стін будівлі об'єднуються в єдину систему і утворюють досить жорстку горизонтальну раму, що перерозподіляє нерівномірні деформації основи. При дрібнозаглиблених стовпчастих фундаментах рама формується із фундаментних балок, які жорстко з'єднуються між собою на опорах.
Задля більшої спільної роботи фундаментних елементів останні жорстко з'єднуються між собою.
Зазначені конструктивні заходи виконуються при будівництві на середньопучинистих (при інтенсивності пучення, більшої 0,05) сильно- та надмірнопучинистих ґрунтах. В інших випадках фундаментні елементи укладаються вільно, не з'єднуються між собою. Кількісним показником пучинистості ґрунту є інтенсивність пучення, що характеризує пучення елементарного шару ґрунту. Застосування дрібнозаглиблених фундаментів базується на принципово новому підході до їх проектування, в основу якого закладено розрахунок підстав щодо деформацій пучення. При цьому допускаються деформації основи (підйом, у тому числі нерівномірний), однак вони повинні бути меншими за граничні, які залежать від конструктивних особливостей будівель.
При розрахунку підстав за деформаціями пучення враховуються пучинисті властивості ґрунту, тиск, що передається на нього, жорсткість фундаменту і надфундаментних конструкцій на вигин. Надфундаментні конструкції розглядаються як як джерело навантажень на фундаменти, а й як активний елемент, що у спільній роботі фундаменту з основою. Чим більша жорсткість конструкцій на вигин, тим менші відносні деформації основи.
Тиск, що передається на грунт, значно (іноді в кілька разів) знижує підйом основи при пученні грунту. При підйомі дрібнозаглиблених фундаментів нормальні сили пучення, що діють по їх підошвах, різко зменшуються.
Усі конструкції дрібнозаглиблених фундаментів та положення щодо їх розрахунку, наведені в цьому документі, пройшли перевірку при проектуванні та будівництві малоповерхових будівель різного призначення - будинків садибного типу, господарських будівель, виробничих сільськогосподарських будівель допоміжного призначення, трансформаторних підстанцій та ін.
В даний час у багатьох областях Європейської частини РРФСР, в районах з глибиною промерзання до 1,7 і на дрібнозаглиблених та незаглиблених фундаментах збудовано понад 1500 одно- та двоповерхових будівель з різних матеріалів - цегли, блоків, панелей, дерев'яних щитів. Систематичні інструментальні спостереження за будинками протягом 3-6 років свідчать про надійну роботу дрібнозаглиблених фундаментів. Застосування таких фундаментів замість традиційних ґрунтів, що закладаються нижче глибини промерзання, дозволило скоротити: витрата бетону на 50-80%, трудовитрати - на 40-70%.
У цих нормах містяться вимоги щодо конструювання, проектування та влаштування дрібнозаглиблених фундаментів на пучинистих ґрунтах. Не випадково тому область застосування таких фундаментів визначена саме для пучинистих ґрунтів. Дрібнозаглиблені фундаменти на пучинистих ґрунтах рекомендується застосовувати в масовому порядку при глибині промерзання до 1,7 м. При більшій глибині промерзання пучинистих ґрунтів дрібнозаглиблені фундаменти рекомендується лише для експериментального будівництва. Накопичення досвіду будівництва об'єктів з дрібнозаглибленими фундаментами в районах з великою глибиною промерзання дозволить надалі розширити сферу застосування їх на пучинистих ґрунтах.
Хоча область застосування дрібнозаглиблених фундаментів в інших ґрунтових умовах формально виходить за рамки цих норм, видається доцільним дати деякі рекомендації щодо використання таких фундаментів при будівництві малоповерхових будівель на найбільш поширених на території нашої країни ґрунтах.
Відповідно до глави СНиП 2.02.01-83 глибина закладення фундаментів на непучинистих грунтах залежить від глибини їх промерзання. Тому при будівництві малоповерхових будівель на непучинистих ґрунтах дрібнозаглиблені фундаменти рекомендуються до масового застосування.
На підставах, складених вічномерзлими ґрунтами, дрібнозаглиблені фундаменти можуть бути використані для експериментального будівництва. При цьому мають бути передбачені заходи, спрямовані на запобігання неприпустимим деформаціям підстав, викликаних відтаванням вічномерзлих ґрунтів.
Застосування дрібнозаглиблених фундаментів на природній основі в ґрунтових умовах I типу за просідком рекомендується лише в тому випадку, якщо тиск, що передається на ґрунт, менше початкового просадного тиску. В інших випадках застосування таких фундаментів можливе лише для експериментального будівництва за умови, що сумарні деформації основ, спричинені осіданням та осадкою ґрунту, не перевищують граничних деформацій.
У ґрунтових умовах П типу за просадочністю застосування дрібнозаглиблених фундаментів на природній підставі не допускається.
Необхідно підкреслити, що оскільки основною причиною пучення ґрунтів є наявність у них води, здатної при промерзанні переходити в лід, слід суворо дотримуватись вимоги про неприпустимість водонасичення ґрунту в основі дрібнозаглиблених фундаментів у процесі будівництва та експлуатації будинків. Слід передбачати надійне відведення з майданчика будівництва атмосферних і виробничих вод шляхом вертикального планування території, що забудовується, влаштування водовідводів та дренажу. При копанні траншей для фундаментів та інженерних комунікацій земляні роботи слід проводити з мінімальним обсягом порушення ґрунтів природного складання. Не допускається накопичення води від пошкодження тимчасового трубопроводу на майданчику будівництва. Навколо будівель слід влаштовувати водонепроникні вимощення шириною не менше 1 м і ухилом не менше 0,03. Слід уникати пристрою вводів трубопроводів каналізації та водопостачання з гірського боку будівлі. При експлуатації будівель не допускається змінювати умови, стосовно яких запроектовані дрібнозаглиблені фундаменти.

Міністерство сільського будівництва
СРСР Відомчі
будівельні норми
ВСН 29-85