На главную
На главную

СНиП 2.02.02-85* «Основания гидротехнических сооружений»

Настоящие нормы распространяются на проектирование оснований гидротехнических сооружений речных, морских и мелиоративных, в том числе сооружений на континентальном шельфе.

Обозначение: СНиП 2.02.02-85*
Название рус.: Основания гидротехнических сооружений
Статус: действующий
Заменяет собой: СНиП II-16-76 «Основания гидротехнических сооружений»
Дата актуализации текста: 01.10.2008
Дата добавления в базу: 01.02.2009
Дата введения в действие: 01.01.1987
Разработан: ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева Минэнерго СССР 195220, г. Санкт-Петербург, Гжатская ул., 21
ЛПИ им. М.И. Калинина Минвуза РСФСР
Институт Гидропроект им. С.Я. Жука
Институт Гидроспецпроект Минэнерго СССР
институт Гипроречтранс Минречфлота РСФСР
Ленморниипроект
ОИИМФ Минморфлота СССР
Утвержден: Госстрой СССР (12.12.1985)
Опубликован: ЦИТП Госстроя СССР № 1988<br>ГУП ЦПП № 2004

СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА

ОСНОВАНИЯГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

СНиП2.02.02-85*

МОСКВА 2004

РАЗРАБОТАНЫ ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева (канд. техн. наук А.П. Пак - руководитель темы; кандидатытехн. наук А.Н. Марчук, Д.Д. Сапегини Р.А. Ширяев; Т.Ф. Липовецкая; доктортехн. наук А.Л. Гольдин и А.А. Храпков; кандидаты техн. наук Э.А. Фрейберг и В.Н. Жиленков; д-р техн. наук Л.В.Горелик), институтом Гидропроектим. С.Я. Жука (канд. техн. наук Ю.А.Фишман; проф., д-р техн. наук Ю.К.Зарецкий; кандидаты техн. наук Ю.Б.Мгалобелов и И.С. Ронжин; А.Г.Осколков и Р.Р. Тиздель), институтом Гидроспецпроект (канд.техн. наук Л.И. Малышев; А.В. Попов)Минэнерго СССР, институтом Гипроречтранс Минречфлота РСФСР (проф., д-р техн.наук В.Б. Гуревич; канд. техн. наук В.Э. Даревский), Ленморниипроектом(кандидаты техн. наук Л.А. Уваров, Л.Ф.Златоверховников; и Ф.А. Мартыненко) и ОИИМФ Минморфлота СССР (проф., д-ртехн. наук П.И. Яковлев), ЛПИ им. М.И. Калинина Минвуза РСФСР(проф., д-р техн. наук П.Л. Иванов;проф., канд. техн. наук А.Л. Можевитинов).

ВНЕСЕНЫ Минэнерго СССР.

ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ Главтехнормированием Госстроя СССР (О.Н.Сильницкая и В.А. Кулиничев).

С введением в действие СНиП 2.02.02-85«Основания гидротехнических сооружений» с 1 января 1987 г. утрачивает силу СНиПII-16-76 «Основания гидрoтеxнических сооружений».

СНиП 2.02.02-85* является переизданием СНиП2.02.02-85 с изменением № 1, утвержденным постановлением Госстроя России от 30июня 2003 г. № 131.

Припользовании нормативным документом следует учитывать утвержденные изменения строительных норм и правил игосударственных стандартов, публикуемые в журнале «Бюллетень строительнойтехники», «Сборник изменений к строительным нормам и правилам» Госстроя СССР иинформационном указателе «Государственные стандарты СССР» Госстандарта.

Госстрой СССР

Строительные нормы и правила

СНиП 2.02.02-85

Основания
гидротехнических сооружений

Взамен СНиП II-16-76

Настоящие нормыраспространяются на проектирование оснований гидротехнических сооруженийречных, морских и мелиоративных, в том числе сооружений на континентальномшельфе.

(Измененная редакция. Изм. №1).

При проектировании основанийгидротехнических сооружений, предназначенных для строительства в сейсмическихрайонах, в условиях распространения вечномерзлых, просадочных, пучинистых,набухающих, биогенных, засоленных грунтов и карста, следует соблюдать такженормы и правила, предусмотренные соответствующими нормативными документами,утвержденными или согласованными с Госстроем СССР.

Настоящие нормы нераспространяются на проектирование подземных гидротехнических сооружений иводохозяйственных сооружений на мелиоративных каналах с расходами воды менее 5м3/с, а также при глубинах воды менее 1 м.

Примечание. Под основанием следуетпонимать область грунтового массива (в том числе береговые примыкания, откосы исклоны), которая взаимодействует с сооружением и в которой в результате возведения и эксплуатации сооруженияизменяются напряженно-деформированное состояние и фильтрационный режим.

Внесены Минэнерго СССР

Утверждены постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 12 декабря 1985 г. 219

Срок введения в действие 1 января 1987 г.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.Основания гидротехнических сооружений следует проектировать на основе и сучетом:

результатовинженерно-геологических и гидрогеологических изысканий и исследований,содержащих данные о структуре, физико-механических и фильтрационныххарактеристиках отдельных зон массива грунта, уровнях воды в грунте, областяхее питания и дренирования;

данных о сейсмическойактивности района возведения сооружения;

опыта возведениягидротехнических сооружений в аналогичных инженерно-геологических условиях;

данных, характеризующихвозводимое гидротехническое сооружение (типа, конструкции, размеров, порядкавозведения, действующих нагрузок, воздействий, условий эксплуатации и т. д.);

местных условийстроительства;

технико-экономическогосравнения вариантов проектных решений и принятия оптимального варианта,обеспечивающего рациональное использование прочностных и деформационных свойствгрунтов основания и материала возводимого сооружения при наименьших приведенныхзатратах.

1.2. Припроектировании оснований гидротехнических сооружений должны быть предусмотренырешения, обеспечивающие надежность, долговечность и экономичность сооружений навсех стадиях их строительства и эксплуатации. Для этого при проектированииследует выполнять:

оценкуинженерно-геологических условий строительной площадки и прогноз их изменения;

расчет несущей способностиоснования и устойчивости сооружения;

расчет местной прочностиоснования;

расчет устойчивостиестественных и искусственных склонов и откосов, примыкающих к сооружению;

расчет деформаций системысооружение - основание в результате действия собственного веса сооружения,давления воды, грунта и т. п. и изменения физико-механических (деформационных,прочностных и фильтрационных) свойств грунтов в процессе строительства иэксплуатации сооружения, в том числе с учетом их промерзания и оттаивания;

определение напряжений восновании и на контакте сооружения с основанием и их изменений во времени;

расчет фильтрационнойпрочности основания, противодавления воды на сооружение и фильтрационногорасхода, а также при необходимости - объемных фильтрационных сил и измененияфильтрационного режима при изменении напряженного состояния основания;

разработку инженерныхмероприятий, обеспечивающих несущую способность оснований и устойчивостьсооружения, требуемую долговечность сооружения и его основания, а также принеобходимости - уменьшение перемещений, улучшение напряженно-деформированногосостояния системы сооружение - основание, снижение противодавления ифильтрационного расхода;

разработку инженерных мероприятий, направленных наохрану или улучшение окружающей среды.

(Измененная редакция. Изм. №1).

1.3.По материалам инженерно-геологических изысканий и исследований должны бытьустановлены происхождение грунтов основания, их структура, физико-механическиеи фильтрационные свойства, гидрогеологическая обстановка и т.п. На основе этихданных должны составляться инженерно-геологические и расчетные схемы (модели)основания.

Примечание. Если между временемзавершения изысканий и началом строительства перерыв составил более пяти лет,следует, как правило, проводить дополнительные инженерно-геологические изысканияи исследования.

1.4.Нагрузки и воздействия на основание должны определяться расчетом исходя изсовместной работы сооружения и основания в соответствии с требованиями СНиП 33-01-2003.

При расчетах основаниякоэффициенты надежности по степени ответственности  принимаются такимиже, как для возводимого на нем сооружения.

(Измененная редакция. Изм. №1).

1.5.Расчеты оснований гидротехнических сооружений следует производить по двум группампредельных состояний.

Расчеты по первой группедолжны выполняться с целью недопущения следующих предельных состояний:

потери основанием несущейспособности, а сооружением - устойчивости;

нарушений общейфильтрационной прочности нескальных оснований, а также местной фильтрационнойпрочности скальных и нескальных оснований в тех случаях, когда они могутпривести к появлению сосредоточенных водотоков, локальным разрушениям основанияи другим последствиям, исключающим возможность дальнейшей эксплуатации сооружения;

нарушенийпротивофильтрационных устройств в основании или их недостаточно эффективнойработы, вызывающих недопустимые потери воды из водохранилищ и каналов илиподтопление и заболачивание территорий, обводнение склонов и т. д.;

неравномерных перемещенийразличных участков основания, вызывающих разрушения отдельных частейсооружений, недопустимые по условиям их дальнейшей эксплуатации (нарушениеядер, экранов и других противофильтрационных элементов земляных плотин и дамб,недопустимое раскрытие трещин бетонных сооружений, выход из строя уплотненийшвов и т.п.).

По предельным состояниямпервой группы следует также выполнять расчеты прочности и устойчивостиотдельных элементов сооружений, а также расчеты перемещений конструкций, откоторых зависит прочность или устойчивость сооружения в целом или его основныхэлементов (например, анкерных опор шпунтовых подпорных стен).

Расчеты по второй группедолжны выполняться с целью недопущения следующих предельных состояний:

нарушений местной прочностиотдельных областей основания, затрудняющих нормальную эксплуатацию сооружения(повышения противодавления, увеличения фильтрационного расхода, перемещений инаклона сооружений и др.);

потери устойчивости склонови откосов, вызывающих частичный завал канала или русла, входных отверстийводоприемников и другие последствия;

проявлений ползучести итрещинообразования грунта.

Примечание. 1.Если потеря устойчивости склонов может привести сооружение в состояние,непригодное к эксплуатации, расчеты устойчивости таких склонов следуетпроизводить по предельным состояниям первой группы.

2. При наличии соответствующих данных рекомендуетсяиспользовать вероятностные методы расчетов.

(Измененная редакция. Изм. №1).

1.6. Припроектировании оснований сооружений I-III классов необходимо предусматривать установку контрольно-измерительнойаппаратуры (КИА) для проведения натурных наблюдений за состоянием сооружений иих оснований как в процессе строительства, так и в период их эксплуатации дляоценки надежности системы сооружение - основание, своевременного выявлениядефектов, предотвращения аварий, улучшения условий эксплуатации, а также дляоценки правильности принятых методов расчета и проектных решений. Длясооружений IV класса и их оснований, как правило, следует предусматривать визуальныенаблюдения.

Примечания: 1.Для портовых сооружений IIIкласса при обосновании установку КИА допускается не предусматривать.

2. УстановкаКИА на сооружениях IVкласса и их основаниях допускается при обосновании в сложныхинженерно-геологических условиях и при использовании новых конструкцийсооружений.

1.7.Состав и объем натурных наблюдений должны назначаться в зависимости от классасооружений, их конструктивных особенностей и новизны проектных решений,геологических, гидрогеологических, геокриологических, сейсмических условий,способа возведения и требований эксплуатации. Наблюдениями, как правило,следует определять:

осадки, крены игоризонтальные смещения сооружения и его основания;

температуру грунта восновании;

пьезометрические напоры водыв основании сооружения;

расходы воды, фильтрующейсячерез основание сооружения;

химический состав,температуру и мутность профильтровавшейся воды в дренажах, а также вколлекторах;

эффективность работыдренажных и противофильтрационных устройств;

напряжения и деформации восновании сооружения;

поровое давление в основаниисооружения;

сейсмические воздействия наоснование.

Для сооружений IV классаинструментальные наблюдения, если они предусмотрены проектом, допускаетсяограничить наблюдениями за фильтрацией в основании, осадками и смещениямисооружения и его основания.

1.8. При проектировании оснований гидротехнических сооружений должны бытьпредусмотрены инженерные мероприятия по охране окружающей среды, в том числе позащите окружающих территорий от затопления и подтопления, от загрязненияподземных вод промышленными стоками, а также по предотвращению оползнейбереговых склонов и других негативных процессов.

(Измененная редакция. Изм. №1).

2. НОМЕНКЛАТУРА ГРУНТОВ ОСНОВАНИЙ И ИХФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

2.1.Номенклатуру грунтов оснований гидротехнических сооружений и ихфизико-механические характеристики следует устанавливать согласно требованиям ГОСТ 25100-95, СНиП 2.02.01-83* и сучетом указаний настоящего раздела.

Значения физико-механическиххарактеристик грунтов, приведенные в ГОСТ 25100-82, в табл. 1 и в рекомендуемом приложении 1,следует рассматривать как классификационные. На основе их сравнения снормативными значениями характеристик по предварительным (начальным)результатам испытаний следует устанавливать принадлежность грунта к тому илииному классу и подгруппе. По этим данным следует производить оценку общихинженерно-геологических условий строительства и устанавливать состав и методыопределения характеристик и расчетов оснований. При этом длясильнодеформируемых [при Е < 1·103 МПа (10·103кгс/см2)], легковыветриваемых, сильно-трещиноватых, размокающих инабухающих под воздействием воды полускальных грунтов следует применять состави методы определения их физико-механических характеристик и расчетов,соответствующие как скальным, так и нескальным грунтам.

2.2.Инженерно-геологические условия строительства должны конкретизироваться идетализироваться путем построения инженерно-геологических и геомеханических(расчетных или физических) моделей (схем) основания с установлением дляразличных зон нормативных и расчетных характеристик физико-механических свойствгрунтов.

2.3. Для проектированияоснований гидротехнических сооружений в необходимых случаях надлежит определятьдополнительно к предусмотренным СНиП 2.02.01-83* следующие физико-механическиехарактеристики грунтов:

коэффициент фильтрации k;

удельное водопоглощение q;

показатели фильтрационнойпрочности грунтов (местный и осредненный критические градиенты напора  и  и критическиескорости фильтрации ;

коэффициент уплотнения a;

содержание водорастворимыхсолей;

параметры ползучести  и ;

параметры трещин (модультрещиноватости Мj,углы падения  и простирания , длину , ширину раскрытия );

параметры заполнителя трещин(степень заполнения, состав, характеристики свойств);

скорости распространенияпродольных  и поперечных  волн в массиве;

коэффициент морозногопучения Кh;

удельную нормальную икасательную силы пучения  и ;

предел прочности отдельности(элементарного породного блока) скального грунта на одноосное сжатие Rс;

предел прочности отдельностискального грунта на одноосное растяжение Rt;

Таблица 1

Классификационная характеристика грунтов основания

Физико-механические характеристики грунтов

плотность сухого грунта (в массиве) -, т/м3

коэффициент пористости (в массиве), е

сопротивление одноосному paстяжению породных блоков в водонасыщенном состоянии , МПа (кгс/см2)

модуль деформации грунта (в массиве) Е, 103 МПа (103 кгс/см2)

А. Скальные

 

 

 

 

Скальные [при пределе прочности на одноосное сжатие отдельности Rс ³ 5 МПа (50 кгс/см2)]: магматические (граниты, диориты, порфириты и др.); метаморфические (гнейсы, кварциты, кристаллические сланцы, мраморы и др.); осадочные (известняки, доломиты, песчаники и др.)

От 2,5 до 3,1

Менее 0,01

1 (10) и более

Св. 5 (50)

Полускальные [при Rс < 5 МПа (50 кгс/см2)]: осадочные (глинистые, сланцы, аргиллиты, алевролиты, песчаники, конгломераты, мелы, мергели, туфы, гипсы и др.)

От 2,2 до 2,65

Менее 0,2

Менее 1 (10)

От 0,1 до 5 (от 1 до 50)

Б. Нескальные

 

 

 

 

Крупнообломочные (валунные, галечниковые, гравийные); песчаные

От 1,4 до 2,1

От 0,25 до 1

--

От 0,005 до 0,1 (от 0,05 до 1)

Пылевато-глинистые (супеси, суглинки и глины)

От 1,1 до 2,1

От 0,35 до 4

-

От 0,003 до 0,1 (от 0,03 до 1)

предел прочности массиваскального грунта на смятие ;

то же, на одноосное сжатие ;

то же, на одноосноерастяжение ;

коэффициент упругойводоотдачи грунта ;

коэффициент гравитационнойводоотдачи грунта .

сопротивлениенедренированному сдвигу su;

липкость L;

коэффициент трения наконтакте сооружения с грунтом tg js.

(Измененная редакция. Изм. №1).

При необходимости должныопределяться и другие характеристики грунтов.

Физико-механическиехарактеристики грунта должны определяться для инженерно-геологических элементовоснования, которыми могут быть выделенные (при составленииинженерно-геологических моделей, при разработке расчетных схем или геомеханическихмоделей) квазиоднородные области основания или некоторые квазиоднородныеэлементы этих областей (например, выделенные области массива скального грунтаили отдельности скального грунта, его трещины, контактные поверхности с другимиобластями основания или сооружения).

Однородность условийопределения физико-механических характеристик должна оцениваться на основеанализа инженерно-геологических данных и на основе статистической проверки.

Нормативные и расчетныезначения tg, с,Rс, Rt,Rс,m, Rt,m, Rcs,m, E (модулядеформации),  (коэффициентапоперечной деформации), a, , , , , k, q, , , ,  и  должныустанавливаться в соответствии с требованиями настоящих норм, а остальныххарактеристик - в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83* и государственныхстандартов на определение соответствующих характеристик.

2.4.Физико-механические характеристики грунтов необходимо определять с цельюиспользования их значений при классификации грунтов основания, при определении спомощью функциональных или корреляционных зависимостей одних показателей черездругие и при решении регламентированных п. 1.2 задач проектированияоснования.

При классификации грунтовприменяются нормативные значения характеристик, при решении задачпроектирования - их расчетные значения.

2.5.Нормативные значения характеристик грунтов Хn должны устанавливаться наоснове результатов полевых и лабораторных исследований, проводимых в условиях,максимально приближенных к условиям работы грунта в рассматриваемой системесооружение - основание. За нормативные значения всех характеристик следуетпринимать их средние статистические значения.

Расчетные значенияхарактеристик грунтов Х должны определяться по формуле

                                                                     (1)

где  - коэффициент надежности по грунту.

Примечания: 1. В оговоренных ниже случаях расчетныезначения характеристик могут определяться по табличным или аналоговым данным.

2. Расчетные значения характеристик грунтов tg, с,  и R для расчетов по предельным состояниям первой группыобозначаются tg, сI,  и RI, второйгруппы - tg, сII,  и RII..

2.5 (1). При проектировании системысооружение-основание следует учитывать возможное изменение фильтрационныххарактеристик, характеристик прочности и деформируемости грунтов в процессевозведения и эксплуатации сооружения, связанное с ведением строительных работ,изменением гидрогеологического режима, воздействием атмосферных факторов,изменением напряженно-деформированного состояния основания, искусственнымрегулированием физико-механических характеристик грунтов и реологическимисвойствами грунтов.

Для районов распространения вечномерзлых грунтовследует также учитывать изменение температурного режима основания, приводящее кизменению указанных характеристик и теплофизических свойств грунтов.

(Введен дополнительно. Изм.№ 1).

ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕСКАЛЬНЫХГРУНТОВ

2.6.Нормативные значения характеристик tg и сn следует определять по совокупности парных значений нормальных ипредельных касательных напряжений, полученных методом среза (сдвига), илипарных предельных значений максимальных и минимальных главных напряжений,полученных методом трехосного сжатия.

Метод трехосного сжатиядолжен, как правило, применяться для пылевато-глинистых грунтов с показателемтекучести IL > 0,5, в том числе дляполучения характеристик в нестабилизированном состоянии (см. п. 3.13).При обосновании для определения характеристик в нестабилизированном состояниидопускается применение метода быстрого среза (сдвига).

Для грунтов всех типовоснований речных гидротехнических сооружений I класса следует использоватьметод трехосного сжатия. Метод среза для этих случаев допускается применятьтолько при обосновании.

Для грунтов всех типовоснований сооружений I-III классов дополнительно киспытаниям указанными лабораторными методами, как правило, следует проводитьтакже испытания в полевых условиях методом сдвига штампов (для бетонных ижелезобетонных сооружений), методом сдвига грунтовых целиков (для грунтовыхсооружений), а также допускается проводить испытания методами зондирования ивращательного среза (для всех видов сооружений). Испытания всеми указаннымиметодами и определение по их результатам нормативных значений характеристик tgисn следует проводить дляусловий, соответствующих всем расчетным случаям в периоды строительства иэксплуатации сооружения.

Нормативные значенияхарактеристик tgисn по результатам испытанийметодами среза (сдвига) и трехосного сжатия следует определять в соответствии собязательным приложением2.

Нормативные значенияхарактеристик tgисn при применении методоввращательного среза или зондирования следует принимать равными среднимарифметическим частных значений этих характеристик.

При получении методами среза(сдвига) для каждого фиксированного значения нормального напряжения не менеешести значений предельных касательных напряжений нормативные значенияхарактеристик грунтов ненарушенной структуры tgисn наряду с указанным вышеспособом допускается определять также методом, основанным на использованиикорреляционных зависимостей, которые должны устанавливаться между предельнымикасательными напряжениями (при фиксированных нормальных напряжениях) и физическимихарактеристиками грунта с помощью статистической обработки результатовиспытаний. Нормативные значения tgисn при использовании этогометода следует определять по зависимости между нормальными и предельнымикасательными напряжениями, отвечающей наименее благоприятному из имевших местов опытах значению физической характеристики.

2.7. Расчетныезначения характеристик tgи сI при использовании результатов испытаний, проведенных любым из указанныхв п. 2.6 методов, следует вычислятьпо формуле (1), определяя коэффициентнадежности по грунту  в соответствии собязательным приложением 2 при односторонней доверительной вероятности  = 0,95 (заисключением случаев, когда нормативные значения tg и сn получены указанным в п. 2.6 способом с использованиемкорреляционных зависимостей).

Если полученное такимобразом значение  будет более 1,25 (дляилов - 1,4) или менее 1,05, то его необходимо принимать соответственно равным  = 1,25 (для илов -1,4) или = 1,05.

Расчетные значенияхарактеристик tgи сII следует принимать равныминормативным [т. е. в формуле (1) принимать  = 1].

Если нормативные значенияхарактеристик tgи сn были определены по указанному в п. 2.6методу с использованием корреляционных зависимостей, то расчетные значенияхарактеристик tgи сI или tgи сII следует вычислять по формуле (1),полагая соответственно  = 1,25 (для илов -1,4) или  = 1. Полученные таким образом значения tgи сI или tgи сII принимаются окончательно зарасчетные в том случае, если они в рассматриваемом диапазоне напряжений (или наего части) обеспечивают большие значения расчетных предельных касательныхнапряжений, чем значения tgи сI или tgи сII, полученные указанным ранее способом (безиспользования корреляционных зависимостей).

Для оснований портовыхсооружений III и IV классов при обосновании значения tgи сI допускается определять с использованием результатовиспытаний аналогичных грунтов в зависимости от их минералогического и зерновогосостава, коэффициента пористости и показателя текучести, применяя методику,изложенную в обязательном приложении 2.

2.7 (1). Нормативные значениястатического сопротивления недренированному сдвигу su,nследует определять как средние арифметические частных значений этойхарактеристики, полученных из отдельных испытаний методом трехосного нагруженияили скашивания (многоплоскостного сдвига) образцов грунта по схеменеконсолидированно-недренированного испытания с доведением образца доразрушения. Расчетные значения сопротивления недренированному сдвигу su,I определяют в соответствии с указаниями ГОСТ20522-96 при односторонней доверительной вероятности a = 0,95. Расчетные значения su,II принимаютравными нормативным значениям su,n.

Динамическое сопротивлениенедренированному сдвигу  определяют присовместном действии статических и динамических нагрузок. Нормативные значения  следует определятькак средние арифметические сумм частных значений статической и предельнойдинамической составляющих максимальных касательных напряжений при предельномзначении числа циклов. Расчетные значения  определяют так же,как расчетные значения .

(Введен дополнительно. Изм.№ 1).

2.8.Нормативные значения модуля деформации Еи коэффициента уплотнения аn нескальныхгрунтов следует определять по результатам компрессионных испытаний илииспытаний методом трехосного сжатия с учетом их напряженно-деформированногосостояния. При использовании метода трехосного сжатия следует выполнятьтребования ГОСТ12248-96. При использовании метода компрессионных испытаний следуетвыполнять указания п. 7.7. Значения Еnи an должны определяться каксредние арифметические частных значений этих характеристик, полученных вотдельных испытаниях, или как значения, устанавливаемые по осредненнымзависимостям измеряемых в опытах величин.

Расчетные значения модулядеформации E и коэффициента уплотнений а следует принимать равными нормативным.

Для оснований сооружений II-IVклассов расчетные значения Едопускается принимать по таблицам, приведенным в СНиП 2.02.01-83*, с введениемкоэффициента тc,принимаемого по обязательному приложению 3.

2.9.Нормативные значения коэффициентов поперечной деформации  рекомендуется определятьпо результатам испытаний методом трехосного сжатия. Значения  по результатамиспытаний следует определять как средние арифметические частных значений этойхарактеристики, полученных в отдельных испытаниях, или как значения, устанавливаемыепо осредненным зависимостям измеряемых в опытах величин.

Расчетные значениякоэффициента поперечной деформации v следуетпринимать равными нормативным.

Расчетные значениякоэффициента v при обоснованиидопускается принимать по табл. 2.

Таблица 2

Грунты

Коэффициент поперечной деформации v

Глины при:

 

IL < 0

0,20-0,30

0 < IL £ 0,25

0,30-0,38

0,25 < IL £ 1

0,38-0,45

Суглинки

0,35-0,37

Пески и супеси

0,30-0,35

Крупнообломочные грунты

0,27

Примечание. Меньшие значения v принимаются при большей плотности грунта.

2.10.Нормативные значения параметров ползучести  и  определяются каксредние арифметические частных значений этих характеристик  и , полученных для расчетов осадок по результатамкомпрессионных испытаний и для расчетов горизонтальных смещений по результатамсдвиговых испытаний. При этом испытания должны проводиться с фиксациейдеформаций во времени на каждой ступени нагрузки. Частные значения  и  следует определятьисходя из зависимости

,                                  (2)

где- частныезначения деформации компрессионного сжатия (при компрессионных испытаниях) илидеформации сдвига (при сдвиговых испытаниях) в момент времени t;

 - частные значения мгновеннойдеформации компрессионного сжатия (при компрессионных испытаниях) илидеформации сдвига (при сдвиговых испытаниях).

Расчетные значения  и  следует приниматьравными нормативным.

2.11.За нормативное значение коэффициента фильтрации kn следует принимать среднее арифметическое частныхзначений коэффициента фильтрации грунта, определяемых путем испытаний его наводопроницаемость в лабораторных или полевых условиях с учетом структурныхособенностей основания (в том числе возникающих после возведения сооружения).Например, при резко выраженной фильтрационной анизотропии грунта, когда еговодопроницаемость изменяется в зависимости от направления более чем в 5 раз,необходимо определять коэффициенты фильтрации по главным осям анизотропии,указывая при этом ориентировку этих осей в пространстве.

Расчетные значениякоэффициента фильтрации kследует принимать равными нормативным.

Примечание. Для портовых сооружений иречных сооружений III иIV классов расчетные значения коэффициентов фильтрации грунтов основаниядопускается определять по аналогам, а также расчетом, используя другиефизико-механические характеристики грунтов.

2.12. Расчетныезначения осредненного критического градиента напора Icr,m в основании сооружения с дренажем следует принимать по табл. 3.

Таблица 3

Грунт

Расчетный осредненный критический градиент напора Icr,m

Песок:

 

мелкий

0,32

средней крупности

0,42

крупный

0,48

Супесь

0,60

Суглинок

0,80

Глина

1,35

Расчетные значения местногокритического градиента напора Icr следует определять,используя расчетные методы оценки суффозионной устойчивости грунтов либо путемиспытаний грунтов на суффозионную устойчивость в лабораторных или натурныхусловиях.

Для несуффозионных песчаныхгрунтов Icr допускается принимать привыходе потока в дренаж 1,0, а за дренажем - 0,3. Для пылевато-глинистых грунтовпри наличии дренажа или жесткой пригрузки при выходе на поверхность грунта Icr допускается принимать 1,5,а при деформируемой пригрузке - 2,0.

2.13.Нормативные значения коэффициентов упругой и гравитационной водоотдачи  и  следует определять внатурных условиях по результатам наблюдений за изменением напоров и уровнейводы в инженерно-геологическом элементе основания при изменении напора вопределенной точке (например, в опытной скважине).

Расчетные значениякоэффициентов  и  следует приниматьравными нормативным.

Примечание. Значения  и  оснований сооруженийII-IV классов допускается определять по результатам испытаний в лабораторныхусловиях.

ХАРАКТЕРИСТИКИ СКАЛЬНЫХГРУНТОВ

2.14.Нормативные значения предела прочности отдельности скального грунта наодноосное сжатие Rt,n и одноосное растяжение Rc,n, а также предела прочности массива скального грунта на смятие Rcs,m,n, одноосное растяжение Rt,m,n и одноосное сжатие Rc,m,n следует определять как средние арифметические частных значений этиххарактеристик, полученных в отдельных испытаниях.

Методы проведения испытанийи обработки результатов для получения частных значений характеристики Rcs,m приведены в рекомендуемом приложении 4.

Частные значенияхарактеристик Rс и Rt рекомендуется определять соответственно методами одноосного сжатия ирастяжения образцов отдельностей в лабораторных условиях.

Частные значенияхарактеристик Rc,m и Rt,m следует, как правило,определять экспериментально в полевых условиях. Испытания для определения Rc,m рекомендуется проводитьметодом одноосного сжатия скальных целиков, а для определения Rt,m - методом отрыва бетонныхштампов или скальных целиков по контакту бетон - скала, по массиву или трещинамв условиях одноосного растяжения.

Расчетные значенияхарактеристик прочности  и  следует определять поформуле (1).При этом коэффициент надежности по грунту  для характеристики RII необходимопринимать  = 1, а для характеристики RI он должен определяться в соответствии стребованиями ГОСТ 20522-96при односторонней доверительной вероятности  = 0,95.

При обосновании расчетныезначения  в направлениях, несовпадающих с нормалями к плоскостям трещин, допускается принимать по табл. 4,а в направлениях, совпадающих с нормалями к плоскостям сплошных трещин,принимать равными нулю.

2.15.Нормативные значения характеристик tgи сn массивов скальных грунтовследует определять для всех потенциально опасных расчетных поверхностей илиэлементарных площадок сдвига по результатам полевых или лабораторных (в том числемодельных) испытаний, проводимых методом среза (сдвига) бетонных штампов илискальных целиков.

Испытания указаннымиметодами и определение по их результатам нормативных значений характеристик tgисn следует производить дляусловий, соответствующих всем расчетным случаям в периоды строительства иэксплуатации сооружения.

Нормативные значенияхарактеристик tgи сn должны определяться всоответствии с обязательным приложением 2.

2.16. Расчетные значенияхарактеристик tg и сI скальных грунтов следует вычислятьпо формуле (1). При этом коэффициентынадежности по грунту  следует устанавливатьв соответствии с обязательным приложением 2 при одностороннейдоверительной вероятности  = 0,95. Еслиполученное при этом значение  будет более 1,25 илименее 1,05, то его следует принимать соответственно равным 1,25 или 1,05.

Расчетные значенияхарактеристик tgи сII следует принимать равныминормативным.

Примечания: 1.Для определения расчетных значений характеристик tg и сI по результатамиспытаний при обосновании можно использовать метод линейной аппроксимациинижней доверительной границы зависимости между нормальными и предельнымикасательными напряжениями, полученной при  = 0,95 сиспользованием усеченного распределения измеренных величин.

2. Приопределении расчетных характеристик tg и сI,II поэкспериментальным данным необходимо учитывать возможное несоответствие междуусловиями проведения испытаний и натурными условиями.

3. Дляоснований сооружений IIIи IV классов, а также для оснований сооружений I и II классов на стадиитехнико-экономического обоснования строительства расчетные значенияхарактеристик tg и сI,II при обоснованиидопускается принимать по табл. 4 (с использованием аналогов, корреляционныхсвязей и т.д.). Значения tg и сI,II для основанийсооружений I и IIклассов на стадиях проекта и рабочей документации также при обоснованиидопускается принимать по табл. 4, если расчеты с использованием этих характеристик не определяютгабариты сооружений.

2.17.Нормативные значения характеристик деформируемости массивов скальных грунтов(модуля деформации Еn,коэффициента поперечной деформации , скоростей распространения продольных и поперечных волн  и др.) следуетопределять как средние арифметические частных значений этих характеристик,полученных для данного инженерно-геологического элемента в отдельныхиспытаниях. Нормативные значения Еn и  допускается такжеопределять исходя из корреляционной зависимости между статической (Еn) и динамической ( или ) характеристиками, установленной при сопоставлении частныхсопряженных значений этих характеристик, полученных в одних и тех же точкахмассива, расположенных в разных инженерно-геологических элементах исследуемогооснования. При этом испытания для получения частных значений Еn и  должны проводитьсяметодами статического нагружения массива скального грунта, а для получениячастных значений  или  - динамическими (сейсмоакустическимиили ультразвуковыми) методами.

Для оснований сооружений III и IVклассов, а также для оснований сооружений I и II классов на стадиитехнико-экономического обоснования строительства при определении нормативныхзначений Еn корреляционную зависимость с динамическимихарактеристиками допускается при обосновании принимать на основе обобщенияданных испытаний для аналогичных инженерно-геологических условий.

2.18.Расчетные значения модуля деформации Е, еслиони используются в расчетах местной прочности основания, должны определяться поформуле (1).При этом коэффициент надежности по грунту , если нормативное значение Еnустановлено как среднее арифметическое частных значений, должен определяться всоответствии с требованиями ГОСТ20522-96  при одностороннейдоверительной вероятности  = 0,85. Из полученныхдвух значений  должно приниматьсяменьшее. Если значение Еn установлено покорреляционным зависимостям с динамическими показателями, следует принимать  = 0,8.

Расчетные значения Е,если они используются в расчетах устойчивости, в расчетах основания подеформациям и в расчетах прочности сооружения, следует принимать равныминормативным.

При обосновании расчетныезначения модуля деформации скальных массивов Е допускается определять на основе аналоговых корреляционных связейэтой характеристики с характеристиками других свойств - водопроницаемостью,воздухопроницаемостью и др. При этом характеристики других свойств должны бытьустановлены по результатам испытаний в изучаемом скальном массиве.

Расчетные значениякоэффициента поперечной деформации vследует принимать равными нормативным.

При обосновании расчетныезначения v массивов скального грунтадопускается определять по аналогам.

2.19.Нормативные значения коэффициента фильтрации kn и удельного водопоглощения qn следуетопределять как средние арифметические значений результатов, полученных прииспытаниях, выполненных одинаковым методом в соответствии с ГОСТ 23278-78. Всложных гидрогеологических условиях (резко выраженная анизотропияфильтрационных свойств, карст, неопределенность граничных условий и др.)нормативное значение kn следует определять по результатам испытаний в кусте скважин.

Испытания по определению kn и qn необходимо проводить сучетом напряженного состояния грунта в изучаемой зоне основания.

Расчетные значениякоэффициента фильтрации k и удельноговодопоглощения q следует принимать равныминормативным.

2.20.Нормативные значения критической скорости движения воды в трещинах (прослойках,тектонических зонах дробления) , как правило, следует определять по результатам суффозионныхиспытаний заполнителя трещин (прослоек, зон дробления).

Расчетные значения  следует приниматьравными нормативным.

Для оснований сооружений III и IVклассов, а при обосновании - и для оснований сооружений I и IIклассов расчетные значения  допускаетсяопределять расчетом в зависимости от геометрических характеристик трещин,вязкости фильтрующейся воды и физико-механических характеристик заполнителятрещин.

Расчетные значения (равныенормативным) критического градиента напора  фильтрационногопотока в направлении простирания рассматриваемой системы трещин следуетопределять расчетом в зависимости от геометрических характеристик трещин,вязкости воды и физико-механических характеристик заполнителя трещин.

2.21.Нормативные и расчетные значения коэффициентов упругой и гравитационнойводоотдачи и  следует определять всоответствии с п.2.13 только по результатам испытаний в натурных условиях.


Таблица 4

Категория грунта

Грунты основания

Расчетные значения характеристик tg и  скальных грунтов для расчетов

Расчетные значения предела прочности на одноосное растяжение массивов скальных грунтов , МПа (кгс/см2)

местной прочности по площадкам сдвига, не приуроченным к трещинам в массиве и к контакту бетон- скала

устойчивости, физического моделирования и расчетов местной прочности для поверхностей и площадок сдвига, приуроченных к контакту бетон-скала; расчетов устойчивости по поверхностям сдвига, не приуроченным к трещинам в массиве

Устойчивости, физического моделирования и расчетов местной прочности для поверхностей и площадок сдвига в массиве, приуроченных к трещинам, заполненным песчаным и глинистым грунтом, с шириной их раскрытия, мм

Менее 2 (в том числе сомкнутые)

От 2 до 20

Св. 20

Преимущественно с песчаным заполнителем

Преимущественно с глинистым заполнителем

cII, МПа (кгс/см2)

, МПа (кгс/см2)

, МПа (кгс/см2)

, МПа (кгс/см2)

, МПа (кгс/см2)

, МПа (кгс/см2)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

1

Скальные (массивные, крупноблочные, слоистые, плитчатые, очень слабо - и слаботрещиноватые, невыветрелые) с  > 50 МПа (500 кгс/см2)

1,8

2,0(20)

0,95

0,4(4,0)

0,8

0,15(1,5)

0,70

0,1(1,0)

0,6

0,1(1,0)

0,55

0,05(0,5)

-0,25

(-2,5)

2

Скальные (массивные, крупноблочные, блочные, слоистые, плитчатые, среднетрещиноватые, слабовыветрелые) с  > 50 МПа (500 кгс/см2)

1,5

1,7(17)

0,85

0,3(3,0)

0,8

0,15(1,5)

0,70

0,1(1,0)

0,6

0,1(1,0)

0,55

0,5(5,0)

-0,17

(-1,7)

3

Скальные (массивные, крупноблочные, блочные, слоистые, плитчатые, сильно- и очень сильнотрещиноватые) с Rc = 15-50 МПа (150-500 кгс/см2); скальные (слабовыветрелые, слаботрещиноватые) с Rc = 5-15 МПа (50-150 кгс/см2)

1,3

1,0(10)

0,80

0,2(2,0)

0,7

0,1(1,0)

0,65

0,05(0,5)

0,55

0,05(0,5)

0,45

0,02(0,2)

-0,10

(-1,0)

4

Полускальные (плитчатые, тонкоплитчатые, средне-, сильно- и очень сильнотрещиноватые с Rc < 5 МПа (50 кгс/см2)

1,0

0,3(3,0)

0,75

0,15(1,5)

0,65

0,05(0,5)

0,56

0,03(0,3)

0,50

0,03(0,3)

0,45

0,02(0,2)

-0,05

(-0,5)

*Rc - нормативные значения прочности отдельностей на одноосное сжатие.

Примечания: 1.В графах 5-14 следует принимать  = 1,25.

2. Для поверхностей сдвига, приуроченных к прерывистым и кулисообразным трещинам, приведенные в графах 7-14 значения характеристик  необходимо умножить на 1,1, а характеристик  - на 1,2.

3. Приведенные в табл. 4 характеристики соответствуют водонасыщенному состоянию массива грунта.


2.22.Массивы скальных грунтов по степени трещиноватости, водопроницаемости,деформируемости, выветрелости, по нарушению сплошности и показателю качества RQD характеризуются данными,приведенными в рекомендуемом приложении 1.

2.23.По деформируемости и прочности в различных направлениях массивы скальныхгрунтов следует считать изотропными при коэффициенте анизотропии не более 1,5 ианизотропными при коэффициенте анизотропии более 1,5. Под коэффициентоманизотропии понимается отношение большего значения характеристики к меньшему вдвух заданных направлениях.

3. РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ

3.1. Критериемобеспечения устойчивости сооружения, системы сооружение - основание и склонов(массивов) является условие

                                                                  (3)

где F,R- расчетныезначения соответственно обобщенных сдвигающих сил и сил предельногосопротивления или моментов сил, стремящихся повернуть (опрокинуть) и удержатьсооружение;

 - коэффициент условий работы,определяемый по указаниям СНиП33-01-2003;

 - коэффициент надежности постепени ответственности сооружения, по указаниям СНиП 33-01-2003.

Примечания: 1.При расчете устойчивости скальных склонов и откосов по предельным состояниямвторой группы  и  следует приниматьравными единице.

2. Устойчивость плотин из грунтовых материалов следует рассчитывать всоответствии с требованиями СНиП 2.06.05-84*.

(Измененная редакция. Изм. № 1).

Таблица 5

Типы сооружений и оснований

Коэффициент условий работы

Бетонные и железобетонные сооружения на полускальных и нескальных основаниях (кроме портовых сооружений)

1,0

То же, на скальных основаниях (кроме арочных плотин и портовых сооружений) для расчетных поверхностей сдвига:

 

а) приуроченных к трещинам

1,0

б) не приуроченных к трещинам

0,95

Арочные плотины и другие распорные сооружения на скальных основаниях

0,75

Портовые сооружения

1,15

Откосы и склоны

1,0

Примечание. В необходимых случаях кроме приведенных в табл. 5 коэффициентов принимаются дополнительные коэффициенты условий работы, учитывающие особенности конструкций сооружений и их оснований.

3.2.При определении расчетных нагрузок коэффициенты надежности по нагрузкам следуетпринимать согласно требованиям СНиП 33-01-2003.

Примечания: 1.Коэффициенты надежности по нагрузкам следует принимать одинаковыми (повышающимиили понижающими) для всех проекций расчетной нагрузки.

2. Bсe нагрузки от грунта (вертикальноедавление от веса грунта, боковое давление грунта) следует, как правило, определять по расчетнымзначениям характеристик грунта , принимая при этом коэффициенты надежности по нагрузкамравными единице.

3.3. Расчетыустойчивости сооружений и грунтовых массивов следует, как правило, производитьметодами, удовлетворяющими всем условиям равновесия в предельном состоянии.

Допускается применять идругие методы расчета, результаты которых проверены опытом проектирования,строительства и эксплуатации сооружений.

В расчетах устойчивостиследует рассматривать все физически и кинематически возможные схемы потериустойчивости сооружений, систем сооружение - основание и склонов (массивов).

Примечания: 1.Расчеты следует выполнять для условий плоской или пространственной задачи. Приэтом условия пространственной задачи принимают, если l < 3b или l < 3h (дляшпунтовых сооружений) или когда поперечное сечение сооружения, нагрузки,геологические условия меняются по длине l1 < 3b (< 3h) где l и b - соответственнодлина и ширина сооружения, h - высота сооружения с учетом углубления сооружения или шпунта вгрунт основания, l1 - длина участка спостоянными характеристиками.

2. В расчетахустойчивости для условий пространственной задачи необходимо учитывать силытрения и сцепления по боковым поверхностям сдвигаемого массива грунта исооружения. При этом следует, как правило, давление на боковые поверхностипринимать равным давлению покоя, определяемому по указаниям СНиП2.06.07-87.

РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИСООРУЖЕНИЙ НА НЕСКАЛЬНЫХ ОСНОВАНИЯХ

3.4.В расчетах устойчивости гравитационных сооружений на нескальных основанияхследует рассматривать возможность потери устойчивости по схемам плоского,смешанного и глубинного сдвигов. Выбор схемы сдвига в зависимости от видасооружения, классификационной характеристики основания, схемы загружения идругих факторов производится по указаниям пп.3.5, 3.9 и 3.11.

Перечисленные схемы сдвигамогут иметь место как при поступательной форме сдвига, так и при сдвиге споворотом в плане.

Для сооружений, основаниемкоторых являются естественные или искусственные откосы или их гребни,необходимо также рассматривать схему общего обрушения откоса вместе срасположенным на нем сооружением.

3.5. Расчетустойчивости гравитационных сооружений (кроме портовых), основания которыхсложены песчаными, крупнообломочными, твердыми и полутвердымипылевато-глинистыми грунтами, следует производить только по схеме плоскогосдвига при выполнении условия

                                                                 (4)

В случаях, если основаниясложены туго- и мягкопластичными пылевато-глинистыми грунтами, кроме условия (4)следует выполнять условия:

                                                          (5)

                                                              (6)

В формулах (4) - (6):

 - число моделирования;

 - максимальное нормальноенапряжение в угловой точке под подошвой сооружения (с низовой стороны);

b- размерстороны (ширина) прямоугольной подошвы сооружения, параллельной сдвигающей силе(без учета длины анкерного понура);

 - удельный вес грунта основания, принимаемый ниже уровня воды с учетом еевзвешивающего действия;

N0 - безразмерное число,принимаемое для плотных песков равным 1, для остальных грунтов - равным 3. Длявсех грунтов оснований сооружений I и II классов N0, как правило, следуетуточнять по результатам экспериментальных исследований методом сдвига штампов вкотлованах сооружений;

tg - расчетное значение коэффициента сдвига;

tg, с1 - то же, что в п. 2.7;

 - среднее нормальноенапряжение по подошве сооружения;

 - коэффициент степениконсолидации;

k- коэффициентфильтрации;

е - коэффициент пористости грунта в естественном состоянии;

t0 - время возведения сооружения;

а - коэффициент уплотнения;

 - удельный вес воды;

h0 - расчетная толщина консолидируемого слоя, принимаемаядля сооружения с шириной подошвы b, на части которой bd расположен дренаж, равной:

а) для однослойногооснования:

при наличии водоупора,залегающего на глубине h1 (h1 £ Нc; Нc- см. п. 7.9),

                                                                      (7)

при залегании в основаниидренирующего слоя на глубине h1 (h1 £ Нc)

                                                                      (8)

б) для двухслойногооснования с толщинами слоев h1 и h2:

при наличии водоупора и при k1  k2 (h1 + h2 £ Нc)

                                                                (9)

при наличии дренирующегослоя на глубине h1 + h2 (h1 + h2 £ Нc)

                                                                  (10)

Примечание.Указания настоящего пункта не распространяются на случаи, когда особенностиконструкции сооружения и геологического строения основания, а такжераспределение нагрузок предопределяют глубинный сдвиг.

3.6.При расчете устойчивости сооружения по схеме плоского сдвига за расчетнуюповерхность сдвига следует принимать:

при плоской подошвесооружения - плоскость опирания сооружения на основание с обязательнойпроверкой устойчивости по горизонтальной плоскости сдвига, проходящей черезверховой край подошвы;

при наличии в подошвесооружения верхового и низового зубьев: при глубине заложения верхового зуба,равной или большей низового, - плоскость, проходящую через подошву зубьев, атакже горизонтальную плоскость, проходящую по подошве верхового зуба; приглубине заложения низового зуба более глубины заложения верхового зуба -горизонтальную плоскость, проходящую по подошве верхового зуба (при этом всесилы следует относить к указанной плоскости, за исключением пассивного давлениягрунта со стороны нижнего бьефа, которое надлежит определять по всей глубиненизового зуба);

при наличии в основании сооружения каменной постели- плоскости, проходящие по контакту сооружения с постелью и постели с грунтом;при наличии у каменной постели заглубления в грунт следует рассматривать такженаклонные плоскости или ломаные поверхности, проходящие через постель;

для гравитационныхсооружений на континентальном шельфе при наличии в их подошве ребер («юбок» ивнутренних ребер) - плоскости, проходящие в контактной области частично впределах ребер, частично по контакту подошвы с грунтом основания;

при наличии в основании зон,слоев или прослоек слабых грунтов, в том числе в зонахпромораживания-оттаивания, следует дополнительно оценить степень устойчивостисооружения применительно к расчетным плоскостям, проходящим в этих зонах илислоях.

(Измененная редакция. Изм. № 1).

3.7. Прирасчете устойчивости сооружений по схеме плоского сдвига (без поворота) пригоризонтальной плоскости сдвига R = Rpl и F в условии (3) следует определять поформулам:

                             (11)

                                                      (12)

где Rpl - расчетное значение предельного сопротивления приплоском сдвиге;

Р - сумма вертикальныхсоставляющих расчетных нагрузок (включая противодавление);

tg, с1- характеристикигрунта по расчетной поверхности сдвига, определяемые по указаниям разд. 2;

 - коэффициент условий работы,учитывающий зависимость реактивного давления грунта с низовой сторонысооружения от горизонтального смещения сооружения при потере им устойчивости,принимаемый по результатам экспериментальных исследований; при их отсутствиизначение  следует принимать:для всех видов сооружений, кроме портовых, - 0,7, для портовых - 1;

,  - соответственнорасчетные значения горизонтальных составляющих силы пассивного давления грунтас низовой стороны сооружения и активного давления грунта с парковой стороны,определяемые по указаниям СНиП2.06.07-87; при определении , ниже уровня воды следует учитывать ее взвешивающее действиена грунт, а также влияние фильтрационных сил;

Аg -   площадь горизонтальнойпроекции подошвы сооружения, в пределах которой учитывается сцепление;

Rg-   горизонтальная составляющая силы сопротивления свай,анкеров и т. д.;

F -    расчетноезначение сдвигающей силы;

 -   суммы горизонтальных составляющих расчетных значенийактивных сил, действующих соответственно со стороны верховой и низовой гранейсооружения, за исключением активного давления грунта.

Примечания: 1. Вслучае наклонной плоскости сдвига при определении Rplи F силы проектируются на эту плоскость и на нормаль к ней.

2. Для вертикально-и наклонно-слоистых оснований tg·и с1следует определять по обязательному приложению 5 каксредневзвешенные значения характеристик грунтов всех слоев с учетом перераспределения нормальных контактныхнапряжений между слоями пропорционально их модулям деформации.

3. Поднизовой стороной сооружения понимается та, в направлении которой проверяетсявозможность сдвига.

4. Дляпортовых сооружений Iкласса величины tg·и с1по контакту сооружения с каменной постелью следует определять по результатамэкспериментальных исследований. Для портовых сооружений II-IV классов, а также I класса на стадиитехнико-экономического обоснования строительства допускается принимать поконтакту сооружение - каменная наброска - tg = 0,6, с1= 0, по поверхности сдвига внутри каменной наброски - tg = 0,85, с1= 0.

5. Приналичии постели под сооружением пассивное давление грунта, как правило, следуетопределять только ниже подошвы сооружения с учетом веса вышележащего грунта.

3.8.В случае, если расчетная сдвигающая сила Fприложена с эксцентриситетом в плоскости подошвы еF , расчет устойчивости сооружений следует производить по схеме плоскогосдвига с поворотом в плане (l и b- размерысторон прямоугольной подошвы сооружения). Эксцентриситет еFи силу предельного сопротивления сдвигу при плоском сдвиге с поворотом Rpl,t следует определять поуказаниям, приведенным в рекомендуемом приложении6.

3.9. Расчет устойчивостисооружений по схеме смешанного сдвига следует производить для сооружений на однородных основаниях во всех случаях,если не соблюдаются условия, приведенные в п. 3.5. При этом сопротивлениеоснования сдвигу следует принимать равным сумме сопротивлений на участкахплоского сдвига и сдвига с выпором (черт. 1). Сила предельного сопротивленияпри расчете устойчивости сооружений по схеме смешанного сдвига Rcom при поступательной формесдвига определяется по формуле

                                       (13)

где  - то же, что в формуле (5);

tg·и с1

b1, b2- расчетныезначения ширины участков подошвы сооружения, на которых происходят сдвиг свыпором и плоский сдвиг;

 - предельное касательное напряжение на участке сдвига с выпором,определяемое в соответствии с указаниями рекомендуемого приложения 7;

l- размерстороны прямоугольной подошвы сооружения, перпендикулярной сдвигающей силе.

Черт. 1. Схема к расчетунесущей способности основания и устойчивости сооружения при смешанном сдвиге

аб - участокплоского сдвига; бе - участок сдвигас выпором; бвгдб - зона выпора

Значения b1 следует определять в зависимости от smax (с низовой стороны) по черт. 2. При эксцентриситете еp нормальной силы Рв сторону нижнего бьефа в формуле (13) вместо b, b1 и b2 следует принимать b¢, b1¢ и b2¢ (где b = b - 2еp, а ); эксцентриситет всторону верхнего бьефа в расчетах не учитывается.

Для портовых сооружений и сооружений наконтинентальном шельфе расчеты устойчивости по схеме смешанного сдвигадопускается не производить.

(Измененная редакция. Изм. № 1).

Черт. 2. Графики дляопределения ширины участка подошвы сооружения b1, на котором происходит сдвиг с выпором грунтаоснования

а - для грунтов с коэффициентом сдвига tg > 0,45; б - то же, при tgyI < 0,45;  - среднее нормальное напряжение в подошве сооружений, при которомпроисходит разрушение основания от одной вертикальной нагрузки ( определяется по рекомендуемому приложению 5; )

3.10.При смешанном сдвиге с поворотом в плане предельная сдвигающая сила принимаетсяравной , где  - коэффициент,определяемый по указаниям рекомендуемого приложения 6,  - то же, что в формуле (13).

3.11. Расчет устойчивостисооружений по схеме глубинного сдвига следует производить:

а) для всех типовсооружений, несущих только вертикальную нагрузку, а для портовых сооружений -независимо от характера нагрузки;

б) при невыполнениитребований п.3.5 для сооружений, несущих вертикальную и горизонтальную нагрузки ирасположенных на неоднородных основаниях.

3.12.Расчет устойчивости гравитационных сооружений (кроме портовых) по схемеглубинного сдвига допускается производить по рекомендуемому приложению 7.

Расчет устойчивости портовыхсооружений, как правило, следует производить двумя методами, исходя изпоступательного перемещения сдвигаемого массива грунта вместе с сооружением поломаным плоскостям сдвига и из вращательного их перемещения покруглоцилиндрической поверхности сдвига в соответствии с рекомендуемым приложением 8,а при специальном обосновании - одним из указанных методов.

При использовании обоихметодов определяющими являются результаты расчета устойчивости по тому методу,по которому условие(3) показывает меньшую надежность сооружения.

3.13. Прирасчете устойчивости сооружений на основаниях, сложенных глинистыми грунтами состепенью влажности Sr ³ 0,85 и коэффициентом степени консолидации cv0 < 4 следует учитывать нестабилизированное состояние грунта основанияодним из способов:

- принимая характеристики прочности tg j1 и с1,соответствующие степени консолидации грунта основания к расчетному моменту(т.е. полным напряжениям), или su,I, и не учитывая при этом в расчетах наличие избыточного поровогодавления, обусловленного консолидацией грунта;

- учитывая по поверхности сдвига действие избыточного поровогодавления, возникающего при консолидации грунта (определяемого экспериментальнымили расчетным путем), и принимая характеристики прочности tg j1 и с1,соответствующие полностью консолидированному состоянию грунта (т.е. эффективнымнапряжениям).

При расчете устойчивости сооружений на водонасыщенных нескальныхоснованиях, воспринимающих кроме статических также динамические нагрузки,следует учитывать влияние этих нагрузок на несущую способность грунтов,приводящее к снижению сопротивления недренированному сдвигу связных грунтов ивозникновению избыточного порового давления в несвязных грунтах.

(Измененная редакция. Изм. №1).

РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИСООРУЖЕНИЙ НА СКАЛЬНЫХ ОСНОВАНИЯХ

3.14.Расчеты устойчивости сооружений на скальных основаниях, скальных откосов исклонов следует выполнять по схеме сдвига по плоским или ломаным расчетнымповерхностям. При этом определяющими являются результаты расчета по той схеме,которая по условию(3) показывает меньшую надежность сооружения (откоса, склона).

(Измененная редакция. Изм. № 1).

При плоской расчетнойповерхности сдвига следует учитывать две возможные схемы нарушенияустойчивости:

поступательный сдвиг;

сдвиг с поворотом в плане.

При ломаной расчетнойповерхности сдвига следует учитывать три возможные расчетные схемы:

сдвиг вдоль ребер ломанойповерхности (продольный);

сдвиг поперек ребер ломанойповерхности (поперечный);

сдвиг под углом к ребрамломаной поверхности сдвига (косой).

Выбор схемы нарушенияустойчивости сооружения или откоса (склона) и определение расчетныхповерхностей сдвига следует производить, используя данные анализаинженерно-геологических структурных моделей, отражающих основные элементытрещиноватости скального массива (ориентировку, протяженность, мощность,шероховатость трещин, их частоту и т.д.) и наличие ослабленных прослоек иобластей.

3.15.При расчете устойчивости сооружений и скальных откосов (склонов) по схемепоступательного и продольного сдвигов величины, входящие в условие (3),необходимо определять по формулам:

;                                                                        (14)

,                                    (15)

где F, R - то же, что в формуле (3);

Т - активная сдвигающая сила(проекция равнодействующей расчетной нагрузки на направление сдвига);

Pi- равнодействующаянормальных напряжений (сил), возникающих на i-м участке поверхности сдвига от расчетных нагрузок;

Rg -  сила сопротивления,ориентированная против направления сдвига, возникающая от анкерных усилий ит.д.;

п - число участков поверхностисдвига, назначаемое с учетом неоднородности основания по прочностным идеформационным свойствам;

, - расчетные значения характеристик скальных грунтов для i-го участка расчетной поверхностисдвига, определяемые в соответствии с требованиями п. 2.16;

Ai - площадь i-го участка расчетной поверхностисдвига;

Ei- расчетнаясила сопротивления упорного массива (обратной засыпки), определяемая поуказаниям п.3.16.

3.16. Расчетноезначение силы сопротивления упорного массива или обратных засыпок следуетопределять по формуле

,                                                              (16)

где  -расчетное значение силы пассивного сопротивления.

Для обратных засыпок иупорных массивов без выраженных поверхностей ослабления  определяется поуказаниям СНиП2.06.07-87. Для упорного массива, содержащего поверхностиослабления, по которым данный массив может быть сдвинут, значение  следует определятьбез учета характеристик tg и с по упорной грани по формуле

                                  (17)

где Q - вес призмы выпора;

А - площадь поверхности сдвига призмы выпора;

 - угол наклонаповерхности сдвига (плоскости ослабления) призмы выпора к горизонту;

, - расчетные значения характеристик грунтов по поверхностисдвига (выпора);

 - коэффициент условий работы,принимаемый в зависимости от соотношения модулей деформации грунта упорногомассива (обратной засыпки) Еs и основания Ef :

при 0,8  = 0,7;

при 0,1  = ;

при 0,8 >> 0,1 определяется линейной интерполяцией;

Еr- давление покоя, определяемое по формуле

,                                                                                                             (18)

где  - удельный вес грунта упорногомассива;

v - коэффициент поперечной деформации грунта упорного массива;

h- высота упорана контакте с сооружением или откосом.

Примечания: 1.Сопротивление упорного массива следует учитывать только в случае обеспеченияплотного контакта сооружения или откоса с упорным массивом.

2. Сила Еp,d принимается горизонтальной независимо от наклонаупорной грани массива.

3.17.При расчете устойчивости сооружений и скальных откосов (склонов) по схемесдвига с поворотом в плане следует учитывать возможное уменьшение сопротивлениясдвигу R против значений сил,устанавливаемых в предположении поступательного движения. При этомкорректировку значений R допускаетсяпроизводить в соответствии с требованиями рекомендуемого приложения 6.

3.18.Расчеты устойчивости сооружений и скальных откосов (склонов) по схемепоперечного сдвига следует производить, как правило, расчленяя призму обрушения(сдвига) на взаимодействующие элементы.

Расчленение призмы обрушения(сдвига) на элементы производится в соответствии с характером поверхностисдвига, структурой скального массива призмы и распределением действующих на неесил. В пределах каждого элемента по поверхности сдвига характеристики прочностискального грунта принимаются постоянными.

Выбор направленийрасчленения призмы обрушения на элементы и расчетного метода следуетпроизводить с учетом геологического строения массива. При наличии пересекающихпризму обрушения (сдвига) поверхностей ослабления, по которым возможнодостижение предельного равновесия призмы, плоскости раздела между элементамиследует располагать по этим поверхностям ослабления.

3.19.Расчеты устойчивости по схеме косого сдвига следует выполнять в тех случаях,когда направление смещения массива не совпадает с направлением ребра (ребер)пересечения плоскостей сдвига, например, при расчетах устойчивости береговыхупоров арочных плотин и подобных массивов.

3.20. (Исключен. Изм. № 1).

3.21.Для оценки устойчивости сооружений на скальных основаниях и скальных откосов,относимых к I классу, при сложных инженерно-геологических условиях в дополнениек расчету, как правило, следует проводить исследования на моделях.

4. ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ РАСЧЕТЫ ОСНОВАНИЙ

4.1.При проектировании основания гидротехнического сооружения необходимообеспечивать фильтрационную прочность грунтов основания, устанавливатьдопустимые по технико-экономическим показателям фильтрационные расходы ипротиводавление фильтрующейся воды на подошву сооружения. При этом такженадлежит определять:

форму свободной поверхностифильтрационного потока (депрессионной поверхности) и местоположения участковего высачивания;

распределение напорафильтрационного потока главным образом вдоль подземного контура сооружения, научастках его разгрузки и в местах сопряжения грунтов, отличающихсяфильтрационными свойствами и структурой порового пространства;

фильтрационный расход нахарактерных участках основания;

силовое воздействие фильтрационногопотока на массив грунта основания;

общую и местнуюфильтрационную прочность грунтов в основании, причем общую фильтрационнуюпрочность следует оценивать лишь для нескальных грунтов основания, а местную -для всех классов грунтов.

Примечание. При выполнениифильтрационных расчетов основания необходимо учитывать дополнительноеобводнение верхних мелкозернистых слоев грунтовой толщи (выше поверхностидепрессии) за счет капиллярного поднятия воды (образования «капиллярнойкаймы»).

(Измененная редакция. Изм. № 1).

4.2.Характеристики фильтрационного потока следует определять путем егомоделирования на физических или математических фильтрационных моделях основанияс использованием, как правило, моделей (схем) основания, отражающихгеологическую структуру грунтового массива выделением наиболее характерных поводопроницаемости и суффозионной устойчивости грунтов областей, которыепопадают в активную область фильтрационного потока. Границы этих областейследует определять предварительными расчетами, исходя из намеченных размеров иконфигурации подземного контура сооружения.

4.3.Критерием обеспечения общей фильтрационной прочности нескального основанияявляется условие

,                                                       (20)

где  - расчетное значениеосредненного критического градиента напора, принимаемое по п. 2.12;

 - коэффициент надежности постепени ответственности сооружения, принимаемый по п. 3.1.

Значение  для основанийсооружений I и II классов следует определять по методуудлиненной контурной линии. В отдельных случаях значения  допускаетсяопределять и другими приближенными методами.

4.4.Местную фильтрационную прочность нескального основания необходимо определятьтолько в следующих областях основания:

в области выхода (разгрузки)фильтрационного потока из толщи основания в нижний бьеф, дренажное устройство ит. п.,

в прослойкахсуффозионно-неустойчивых грунтов;

в местах с большим падениемнапора фильтрационного потока, например, при обтекании подземных преград;

на участках контакта грунтовс существенно разными фильтрационными свойствами и структурой.

Критерием обеспеченияместной фильтрационной прочности нескального основания является условие

,                                                               (21)

где  -   местный градиент напора врассматриваемой области основания, определяемый методами, указанными в. п. 4.2;

 - местный критический градиентнапора, определяемый по п. 2.12.

4.5.Критериями обеспечения местной фильтрационной прочности скальных основанийявляются условие(21), в котором  заменяется на  и условие

,                                                    (22)

где  - средняя скорость движения воды в трещинах массива основания;

 -   скорость фильтрации воды в массиве в направлении простираниявыделенной системы трещин;

nj - расчетная пустотностьмассива, определяемая наличием в нем полых трещин той же системы придоверительной вероятности их раскрытия 0,95;

 - критическая скорость движенияводы в трещинах, определяемая по п. 2.20;

 - критический градиент напорав направлении простирания рассматриваемой системы трещин, определяемый по п. 2.20.

4.6.Проектирование подземного контура напорных сооружений должно выполняться всоответствии с требованиями СНиП 2.06.05-84СНиП 2.06.06-85. При выборесистемы дренажа и противофильтрационных устройств в основании проектируемогосооружения необходимо также учитывать условия его эксплуатации,инженерно-геологические условия и требования по охране окружающей среды в частиподтопления, заболачивания прилегающей территории, активизациикарстово-суффозионных процессов и т. п.

4.7.При проектировании противофильтрационной завесы в нескальном основании следуетпринимать следующие критические градиенты напора:

в инъекционной завесе вгравийных и галечниковых грунтах - 7,5; в песках крупных и средней крупности -6,0 и в мелких песках - 4,0;

в завесе, сооружаемойспособом «стена в грунте» в грунтах с коэффициентами фильтрации до 200 м/сут, взависимости от материала и длительности ее эксплуатации - по табл. 6.

Таблица 6

Материал завесы

Критический градиент напора в завесе

Бетон

180

Глиноцементный раствор

125

Комовая глина

40

Заглинизированный грунт

25

Примечание. Для временных завес критические градиенты напора допускается увеличивать на 25 %.

4.8.При проектировании противофильтрационной (цементационной) завесы в скальномосновании следует принимать критический градиент напора  в завесе взависимости от удельного водопоглощения в пределах завесы qс по табл. 7.

В случае, когда завеса (однаили в сочетании с другими противофильтрационными устройствами) также защищаетот выщелачивания содержащиеся в основании растворимые грунты, допустимоеудельное водопоглощение следует обосновывать расчетами и экспериментальнымиисследованиями.

Проницаемостьпротивофильтрационной завесы должна быть ниже проницаемости грунта основания неменее чем в 10 раз.

Таблица 7

Удельное водопоглощение скального грунта в завесе qс, л/(мин×м2)

Критический градиент напора в завесе

Менее 0,01

35

0,01 - 0,05

25

0,05 - 0,1

15

4.9.Для предотвращения выпора грунта на участках, где фильтрационный поток сградиентами напора, близкими к единице, выходит на поверхность основания, впроекте необходимо предусматривать проницаемую пригрузку или разгрузочныйдренаж. Материал пригрузки должен подбираться по принципу обратного фильтра длязащиты грунта основания от контактной суффозии.

Для изотропно-проницаемого иоднородного основания необходимая толщина пригрузки (при отсутствии давления нанее сверху) определяется по формуле

,                                             (23)

где h -         разность пьезометрических уровней для расчетной глубины z втолще основания и для поверхности грунта основания (z соответствует заглублениюнизового шпунта или зуба);

 - удельный вес грунта и пригрузки с учетомвзвешивающего действия воды;

 - удельный вес воды;

 -   коэффициент надежности по степени ответственности сооружения,принимаемый по п.3.1.

5. РАСЧЕТ МЕСТНОЙ ПРОЧНОСТИСКАЛЬНЫХ ОСНОВАНИЙ

5.1. Расчетместной прочности скальных оснований гидротехнических сооружений следуетпроизводить для установления необходимости разработки мероприятий,предотвращающих возможное нарушение противофильтрационных устройств, для учетапри разработке мероприятий по повышению прочности и устойчивости сооружений и для учета достижения пределаместной прочности при расчетах напряженно-деформированного состояния сооруженияи основания.

Расчет местной прочностиследует производить по предельным состояниям второй группы только для основанийсооружений I класса при основном сочетании нагрузок.

5.2. Проверкуместной прочности скальных оснований следует производить по расчетнымплощадкам:

а) совпадающим сплоскостями, пpиуpoченными к трещинам в массиве;

б) совпадающим с плоскостью, приуроченной к контактусооружение - основание и к контактам скальной породы с укрепительнымиконструкциями в основании (шпонками, зубьями, решетками и т.п.);

в) не совпадающим сплоскостями, приуроченными к трещинам и к контакту сооружение - основание.

(Измененная редакция. Изм. № 1).

5.3.Критериями обеспечения местной прочности по площадкам, указанным в подпунктах«а» и «б» п.5.2, являются условия:

 >;                                                            (24)

 > 1,                                (25)

где  - отношениепредельных касательных напряжений на расчетной площадке к эксплуатационным;

 - соответственно нормальное и касательноенапряжения на расчетной площадке, приуроченной к плоскости трещины (контакта),от нормативных нагрузок в расчетном сочетании (сжимающим напряжениямсоответствует знак «плюс»);

 - соответственно максимальное иминимальное главные напряжения от тех же нагрузок;

 -      острый угол между расчетной площадкой, приуроченной к трещине(контакту), и направлением главного напряжения ;

 -    расчетные характеристики для расчетныхплощадок, приуроченных к трещинам (контакту), определяемые в соответствии стребованиями п.2.16;

 - расчетное значение предела прочности массива скального грунта наодноосное растяжение, определяемое в соответствии с требованиями п. 2.14.

5.4.Критериями обеспечения местной прочности по площадкам, указанным в п. 5.2 в,являются условия:

 > ;                                                            (26)

 > 1,                               (27)

где  - расчетныехарактеристики для расчетных площадок, не приуроченных к трещинам и контактусооружение - основание, определяемые в соответствии с требованиями п. 2.16.

В случаях, если связь междукасательными  и нормальными  напряжениями нарасчетных площадках, не приуроченных к трещинам и контакту, при определении  и  и описывается единойлинейной зависимостью с большой погрешностью, необходимо учитывать возможнуюнелинейность этой связи путем кусочно-линейной аппроксимации или использованиемнелинейных зависимостей, например, в виде квадратичной параболы . При использовании квадратичной параболы вместо условия (27)должно выполняться условие

 > 1.                                               (28)

При этом параметры  и  должны определятьсяпутем обработки экспериментальных данных методом наименьших среднеквадратичныхотклонений.

Допускается определятьпараметры c и z по формулам:

                                                                      (28,а)

     (28,б).

(Измененная редакция. Изм. № 1).

5.5.Условия (24)и (26) следует выполнять во всех указанных в п. 5.1 случаях, а условия (25)и (27) (или (28))- в этих же случаях, но только при  < 0. Если  > 0, то условия (25)и (27) (или (28))следует выполнять лишь при оценках прочности основания, производимых прирасчетах напряженно-деформированного состояния основания, и при разработкемероприятий по повышению прочности и устойчивости сооружения.

При оценке надежностипротивофильтрационных устройств (если  < 0) проверкавыполнения условия(25) для площадок, совпадающих с плоскостью завес, не производится.

При невыполнении условийместной прочности необходимо определить очертания зон разуплотнения ипластических деформаций. Зона разуплотнения не должна пересекать цементационнуюзавесу и дренаж. В противном случае должны быть выполнены фильтрационныерасчеты (см. раздел 4)в нелинейной постановке с учетом измененного фильтрационного режима. Зонапластических деформаций не должна охватывать более 1/3 подошвы сооружения илипотенциально опасной расчетной поверхности сдвига.

(Измененная редакция. Изм. № 1).

5.6.При определении напряжений , ,  и  в условиях (24)- (28) следует применять вычислительные иэкспериментальные методы механики сплошной среды и геомеханики.

Допускается рассматриватьоснование совместно с сооружением как систему линейно-деформируемых тел, наконтакте между которыми выполняются условия равновесия и равенства перемещений.

При обосновании допускаетсясхематизация системы сооружение - основание, позволяющая решать плоскую задачутеории упругости применительно к одному или к нескольким плоским сечениям. Приэтом поверхность основания может быть принята плоской, а тело основания -однородным либо состоящим из некоторого числа однородных областей, либо имеющимнепрерывно изменяющиеся характеристики. При необходимости следует учитыватьестественный рельеф поверхности основания, пространственный характер работысистемы сооружение - основание, а также детализировать распределениемеханических характеристик основания.

Если при определениинапряжений (при указанных предпосылках) в некоторых областях основания одно(или несколько) из условий (24) - (28) не выполняется, то следует, как правило,производить уточнение решения задачи. Такое уточнение следует выполнять сиспользованием нелинейной зависимости между напряжениями и деформациями илипутем изменения геометрии сечения за счет исключения из рассмотрения указанныхобластей.

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНТАКТНЫХНАПРЯЖЕНИЙ

6.1.Контактные напряжения (нормальные и касательные напряжения по контактусооружение - основание) необходимо определять для использования их в расчетахпрочности конструкций и сооружений, а также в расчетах оснований по несущейспособности и деформациям.

При определении контактныхнапряжений необходимо учитывать конструктивные особенности сооружения,последовательность возведения и вид основания.

В целях уменьшения расчетныхусилий в конструкциях или в элементах сооружения при проектировании следуетрассматривать возможность создания оптимального распределения контактныхнапряжений, предусматривая устройство выступов на контактных поверхностяхсооружений, уплотнение отдельных зон основания и соответствующуюпоследовательность возведения сооружения.

Примечание. Напряжения на контактегрунта с ограждающими конструкциями определяются по СНиП 2.06.07-87.

(Измененная редакция. Изм. № 1).

6.2. Длясооружений на скальных основаниях контактные напряжения следует определятьметодом внецентренного сжатия, а в необходимых случаях для сооружений I и IIклассов - по результатам расчетов напряженного состояния системы сооружение -основание с использованием методов механики сплошных сред.

Для сооружений на нескальныхоснованиях контактные напряжения следует определять в соответствии стребованиями пп.6.3-6.11.

6.3. Приопределении контактных напряжений для сооружений на нескальных основанияхследует учитывать показатель гибкости сооружения tft,определяемый:

а) при расчете сооружения посхеме плоской деформации:

в направлении длинысооружения

                                                        (29)

в направлении ширинысооружения

                                                         (30)

б) при расчете сооружения посхеме пространственной задачи

                                                             (31)

В формулах (29) - (31):

v,v1-   коэффициенты Пуассона соответственно грунтаоснования и материала сооружения;

Е, E1- модулисоответственно деформации грунта основания и упругости материала сооружения;

b,l -    соответственно ширина и длина подошвы сооружения;

 - моменты инерции расчетных сечений сооружения;

 -  ширина расчетного элемента по длине подошвысооружения, принимаемая  = 1 м;

D-цилиндрическая жесткость фундаментной плиты сооружения.

В случаях, когда коэффициентгибкости  < 1, контактныенапряжения следует определять как для абсолютно жестких сооружений. При  > 1 ( < 4b/l) контактные напряженияопределяются с учетом гибкости сооружений.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНТАКТНЫХНАПРЯЖЕНИЙ ДЛЯ СООРУЖЕНИЙ НА ОДНОРОДНЫХ НЕСКАЛЬНЫХ ОСНОВАНИЯХ

6.4. Дляжестких сооружений I и II классов, рассчитываемыхпо схеме плоской деформации, нормальные контактные напряжения, как правило,следует определять методами механики сплошной среды (линейной или нелинейнойтеории упругости, теории пластичности). При обосновании эти напряжения длясооружений I и II классов допускается, а для сооружений III и IV классов следует определять методом внецентренного сжатия порекомендуемому приложению 9 или методом коэффициента постели, а для песчаных оснований сотносительной плотностью грунта  - методомэкспериментальных эпюр по обязательному приложению 10.

Примечания: 1.При применении методов теории упругости и теории пластичности допускаетсяпринимать основание в виде сжимаемого слоя конечной толщины, равной дляпесчаных грунтов 0,3b, для глинистых грунтов 0,5b (b - ширина подошвы сооружения).Толщину сжимаемого слоя допускается уточнять при наличии экспериментальныхданных.

2. Приполучении на участке подошвы сооружения растягивающих контактных напряженийэтот участок должен быть исключен из расчетной контактной поверхности, а наоставшейся части контактные напряжения должны быть пересчитаны.

6.5.Для расчетов прочности гидротехнических сооружений эпюры контактных напряженийследует определять по методам механики сплошной среды, внецентренного сжатия,коэффициента постели и экспериментальных эпюр. Если полученные при этомизгибающие моменты имеют разные знаки, то при расчетах моменты уменьшаются на10 % суммы их максимальных абсолютных значений, а если одинаковые знаки, тобольший изгибающий момент уменьшается на 10 % разности этих значений.

6.6. При определении контактныхнапряжений с учетом гибкости сооружений допускается применять метод коэффициента постели,а также решения упругих и упругопластических задач. При этом сооружение взависимости от его схемы рассматривается как плоская или пространственнаяконструкция (балка, плита, рама и т. д.). Гибкость элементов конструкцииследует определять с учетом возможности образования трещин в соответствии стребованиями СНиП 2.06.08-87.

Примечания: 1.При расчете сложных пространственных сооружений (зданий ГЭС, голов шлюзов идр.) вместо решения пространственной задачи допускается использовать решенияплоской задачи, рассматривая независимо два взаимно перпендикулярныхнаправления.

2. Расчетсооружений в направлении их ширины при наличии в них участков различнойгибкости следует производить с учетом ее переменности.

(Измененная редакция. Изм. № 1).

6.7.Касательные контактные напряжения, возникающие при действии сдвигающих сил,следует определять методами, указанными в п. 6.4.

При применении методовкоэффициента постели и внецентренного сжатия касательные напряжения могутприниматься равномерно распределенными.

Касательные напряжения,обусловленные действием вертикальных сил, при расчетах прочности сооружений,как правило, не учитываются.

Примечание. Приполучении на участке подошвы сооружения касательных напряжений, превышающихпредельные , они должны быть приняты равными предельным, а на остальныхучастках они должны быть пересчитаны.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНТАКТНЫХНАПРЯЖЕНИЙ ДЛЯ СООРУЖЕНИЙ НА НЕОДНОРОДНЫХ НЕСКАЛЬНЫХ ОСНОВАНИЯХ

6.8.Нормальные контактные напряжения, действующие по подошве сооружений нанеоднородных основаниях, определяются теми же методами, что и для однородныхоснований, по указаниям п. 6.4. При использовании методов теории упругостии теории пластичности неоднородность грунтов учитывается назначениемсоответствующих расчетных характеристик деформируемости и прочности дляразличных областей основания.

При определении контактныхнапряжений методом внецентренного сжатия учет неоднородности основания следуетпроизводить в соответствии с требованиями пп. 6.9 и 6.10, а в случае использования методов коэффициента постелии экспериментальных эпюр - в соответствии с требованиями п. 6.11.

6.9. При неоднородных основанияхс вертикальными и крутопадающими слоями в расчетах контактных напряжений могутбыть использованы:

а) методы механики сплошнойсреды, в том числе численные методы решения задач;

б) приближенные методы, вкоторых контактные напряжения следует принимать пропорциональными модулямдеформации грунта каждого слоя в зависимости от их размеров и эксцентриситетаприложения нагрузки с использованием методики, изложенной в обязательном приложении 5.В пределах каждого слоя распределение контактных напряжений принимаетсялинейным.

6.10. При наличии в основаниислоев переменной толщины или при наклонном залегании слоев в расчетахконтактных напряжений используют:

а) методы механики сплошнойсреды, в том числе численные методы;

б) приближенные методы,основанные на приведении расчетной схемы основания со слоями переменной толщиныили при наклонном залегании слоев к схеме условного основания с вертикальнорасположенными слоями.

При горизонтальномрасположении слоев грунта постоянной толщины неоднородность основания может неучитываться.

6.11. Приопределении нормальных контактных напряжений методами экспериментальных эпюр икоэффициента постели учет неоднородности основания следует производить путемсложения ординат эпюр, определенных в предположении однородных оснований по пп. 6.4 и 6.6, с ординатамидополнительной эпюры.

Ординаты дополнительнойэпюры следует принимать равными разности ординат эпюр, построенных по методувнецентренного сжатия для случаев неоднородного и однородного оснований.

7. РАСЧЕТ ПО ДЕФОРМАЦИЯМОСНОВАНИЙ СООРУЖЕНИЙ И ПЛОТИН ИЗ ГРУНТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

7.1.Расчет оснований сооружений и плотин из грунтовых материалов по деформациямнеобходимо производить с целью выбора конструкций систем сооружение-основание,перемещения которых (осадки, горизонтальные перемещения, крены, повороты вокруггоризонтальной оси и пр.) ограничены пределами, гарантирующими нормальныеусловия эксплуатации сооружения в целом или его отдельных частей иобеспечивающими требуемую долговечность. При этом прочность и трещиностойкостьконструкции должны быть подтверждены расчетом, учитывающим усилия, которыевозникают при взаимодействии сооружения с основанием.

Расчет по деформациям долженпроизводиться на основные сочетания нагрузок с учетом характера их действия впроцессе строительства и эксплуатации сооружения (последовательности и скоростивозведения сооружения, графика наполнения водохранилища и т.д.).

Перемещения основанийсооружений, происходящие в процессе строительства, допускается не учитывать,если они не влияют на эксплуатационную пригодность сооружения.

7.2. Расчет по деформациямпроизводится исходя из условия

,                                                                          (32)

где S -совместная деформация основания и сооружения (осадки s, горизонтальные перемещенияи, крены i,повороты вокруг вертикальной оси и др.), определяемая расчетом по указаниям пп. 7.7, 7.8, 7.11-7.14;

Su - предельное значениесовместной деформации основания и сооружения, устанавливаемое по указаниям п. 7.3.

В случаях, оговоренныхсоответствующими нормами проектирования сооружений, допускается не производитьпроверку деформаций по формуле (32), если средние значения давления подподошвой не превышают расчетного сопротивления грунта основания R, определенного по СНиП 2.02.01-83* сучетом в необходимых случаях дополнительных коэффициентов условий работы.

7.3. Предельныезначения совместной деформации основания и сооружения устанавливаютсясоответствующими нормами проектирования сооружений, правилами техническойэксплуатации оборудования или заданием на проектирование исходя изнеобходимости соблюдения:

технологических требований кдеформациям сооружения, включая требования к нормальной эксплуатацииоборудования;

требований к прочности,устойчивости и трещиностойкости конструкций, включая общую устойчивостьсооружения.

При назначении  необходимо учитыватьдопускаемую разность перемещений секций и частей сооружений, не приводящую кнарушению нормальной работы межсекционных швов, возможность перелива воды черезгребень плотины и нарушения нормальной эксплуатации связанных с сооружениемкоммуникаций и т. п.

7.4.Расчеты совместных деформаций следует производить для условий пространственнойзадачи. Для сооружений, длина которых превышает ширину более чем в 3 раза,расчеты допускается производить для условий плоской деформации. В случае, когдаширина сооружения превышает толщину сжимаемой толщи  определенную поуказаниям п.7.9, в 2 раза и более, допускается расчет осадок производить дляусловий одномерной (компрессионной) задачи.

7.5.При расчете по деформациям следует определять для грунтов всех категорийконечные (стабилизированные) перемещения, соответствующие завершенному процессудеформирования грунтов основания, а для глинистых грунтов, - кроме того,значения нестабилизированных перемещений, соответствующих незавершенномупроцессу деформирования (при коэффициенте степени консолидации  < 4) и перемещений,обусловленных ползучестью грунтов основания.

Примечание. Присложном геологическом строении основания (наклонная слоистость, наличие линз,изменение характеристик деформируемости грунта по глубине и в плане и пр.), принеравномерном нагружении гибкого сооружения и в других случаях, усложняющихрасчет, рекомендуется использовать численные методы решения (например, методконечных элементов (МКЭ)).

При расчетесооружений III и IVклассов допускается осреднение характеристик деформируемости грунта.

7.6.При расчете деформаций основания с использованием расчетных схем, неучитывающих образование и развитие пластических деформаций, среднее давлениепод подошвой сооружения р не должнопревышать расчетного сопротивления грунта основания R определенного по указаниям СНиП 2.02.01-83*.

РАСЧЕТ ОСАДОК СООРУЖЕНИЙ НАНЕСКАЛЬНЫХ ОСНОВАНИЯХ

7.7. Конечнуюосадку сооружений s, расположенных на нескальных основаниях, при среднем давлении подподошвой сооружений р, меньшемрасчетного сопротивления грунта основания R,следует определять по методу послойного суммирования в пределах сжимаемого слояНc (см. п. 7.9) по формуле

,                                 (33)

где  - дополнительноевертикальное нормальное напряжение в середине i-го слоя на глубине zi основания от нагрузок ипригрузок (соседние сооружения, обратные засыпки и пр.) по вертикали,проходящей через центр подошвы сооружения, определяемое в соответствии суказаниями обязательного приложения 11;

 - напряжение в середине i-го слоя на глубине z отбытового давления на отметке подошвы фундамента;

 - удельный вес грунта, расположенного вышеподошвы фундамента;

hi- толщина i-го слоя грунта;

 - модуль деформации i-го слоя грунта,определяемый по первичной ветви компрессионной кривой в соответствии суказаниями обязательного приложения 3;

 -  модуль деформации i-гослоя грунта, определяемый аналогично по вторичной ветви компрессионной кривой;

п - число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания Hс.

 -  коэффициент, определяемый в соответствии с указаниями обязательногоприложения3.

Примечание. Приопределении осадки верха (а также засыпки пaзух) сооружений следует учитывать кроме осадки основания (включающейосадку от нагрузки в пределах ширины сооружения и пригрузки на основание внеее) осадку от уплотнения и самоуплотнения насыпного грунта в основании и телесооружения, а также от суффозии, оттаивания мерзлых грунтов и пр., определяемыепо СНиП 2.02.01-83*и нормам проектирования соответствующих сооружений.

7.8. При среднем давлении подподошвой сооружения р, большемрасчетного сопротивлениягрунта основания R, осадку следует определять численнымиметодами, учитывающими упругопластический характер деформирования грунтов,пространственное напряженное состояние, последовательность возведениясооружения. Для приближенных расчетов осадку допускается определять всоответствии с указаниями рекомендуемого приложения 12.

7.9. Расчетнаяглубина сжимаемого слоя основания Нсопределяется: при ширине подошвы сооружения 20 м - по СНиП 2.02.01-83* ; при b> 20 м - из условия равенства на нижней границеслоя вертикальных напряжений от внешней нагрузки  половине вертикальныхнапряжений от собственного веса грунта  с учетомфильтрационных сил и взвешивающего действия воды ниже уровня подземных вод. Прирасположении нижней границы слоя в грунте с  < 5 МПа (50 кгс/см2)или при залегании такого грунта непосредственно ниже этой границы он включаетсяв сжимаемую толщу. Нижнюю границу сжимаемого слоя в этом грунте следуетопределять исходя из условия .

7.10.Нестабилизированная осадка st к моменту времени t определяется по формуле

                                            (34)

где U1, U2- соответственностепень первичной и вторичной консолидации грунта;

 - параметры ползучести грунта, которые, какправило, должны определяться по результатам компрессионных испытаний грунта подренированной схеме;

s- конечнаяосадка, определяемая в соответствии с п. 7.7.

Степень первичнойконсолидации U1 определяется по решениямодномерной, плоской или пространственной задач консолидации. Для сооружений III и IVклассов допускается определять U1 согласно рекомендуемому приложению 13.В случаях, когда поровое давление можно не учитывать, следует принимать U1 =1. Необходимость учета порового давления определяется согласно п. 3.13.

Степень вторичнойконсолидации U2 определяется по решениямодномерной, плоской или пространственной задач с учетом свойств ползучестигрунта. Для сооружений III и IV классов допускаетсяопределять U2 по формуле

.                                                     (35)

РАСЧЕТ КРЕНА СООРУЖЕНИЙНА НЕСКАЛЬНЫХ ОСНОВАНИЯХ

7.11. Крен (наклон) сооруженийследует определять от внецентренно приложенной нагрузки в пределах ширинысооружения, от пригрузки основания вне подошвы сооружения и от обжатия грунтазасыпки в теле сооружения (для ячеистых конструкций без днища) привнецентренном приложении нагрузки.

7.12.Крен сооружений с прямоугольной подошвой, вызванный внецентренным приложениемвертикальной нагрузки в пределах ширины сооружения, в случае однородного игоризонтально-слоистого основания без учета фильтрационных сил допускаетсяопределять:

а) в направлении большейстороны подошвы сооружения по формуле

                                             (36)

б) в направлении меньшейстороны подошвы сооружения по формуле

                                                  (37)

где b - углы крена сооружения;

 - безразмерные коэффициенты,определяемые по черт.3;

 -   моменты, действующие в вертикальной плоскости, параллельнойсоответственно большей и меньшей сторонам прямоугольной подошвы;

l, b - соответственно длина иширина подошвы сооружения;

v, Еm - коэффициент поперечной деформации и модуль деформации, определяемые всоответствии с обязательным приложением 3.

Черт. 3. Графики дляопределения коэффициентов К1и К2

7.13.Определение крена сооружения от пригрузки основания вне подошвы сооруженияследует производить по формуле

                                                            (38)

где  - осадка краев подошвы сооружений А и В(черт. 4),определяемая по указаниям обязательного приложения 11 при  и соответственно  и ;

b- ширинасооружения;

2c - ширина полосы пригрузки.

Пригрузку допускаетсяаппроксимировать прямоугольной, треугольной или трапецеидальной эпюрой взависимости от формы засыпаемого котлована.

Черт. 4. Схема к определениюкрена сооружения от пригрузки

РАСЧЕТ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХПЕРЕМЕЩЕНИЙ СООРУЖЕНИЙ НА НЕСКАЛЬНЫХ ОСНОВАНИЯХ

7.14. Горизонтальные перемещениясооружений и их элементов, воспринимающих горизонтальную нагрузку (например, подпорныхстен, зданий ГЭС, анкерных устройств), следует, как правило, определятьметодами, учитывающими развитие областей пластических деформаций (применяя внеобходимых случаях теорию пластического течения).

Для сооружений III и IVклассов горизонтальные перемещения допускается определять упрощенными методамипо указаниям рекомендуемого приложения 14 (для конечных горизонтальныхперемещений).

Допускается не производитьпроверку горизонтальных перемещений основания гравитационных и заанкеренныхшпунтовых подпорных стен портовых гидротехнических сооружений.

7.15.Для анкерных устройств и других элементов сооружения, от перемещения которыхзависят его прочность и устойчивость, расчеты горизонтальных перемещенийвыполняются при характеристиках грунта и нагрузках, соответствующих предельнымсостояниям первой группы.

7.16. Нестабилизированныегоризонтальные перемещения сооружений ui к моменту времени t следует определять поформуле

                                                   (39)

где  - то же, что в формуле (34);

и - конечное (стабилизированное) перемещениесооружения, определяемое по указаниям рекомендуемого приложения 14.

7.17.Предельные горизонтальные перемещения сооружения uu не должны быть более 0,75 ulim, где ulim - горизонтальноеперемещение сооружения, соответствующее достижению предельного равновесиясистемы сооружение-основание по плоскому сдвигу и определяемое по формуле

                                                        (40)

где  - предельное перемещение штампа;

 - площадь штампа;

А - площадь фундамента сооружения;

пi - параметр, определяемый в соответствии с указаниями обязательного приложения 3.

РАСЧЕТ ПО ДЕФОРМАЦИЯМ ПЛОТИНИЗ ГРУНТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

7.18.Нестабилизированные осадки и горизонтальные перемещения плотин из грунтовыхматериалов следует определять по указаниям пп. 7.10 и 7.16. В расчетах в случае необходимости должныиспользоваться решения нелинейной теории упругости, теории консолидации илитеории вязкопластичности. При этом необходимо учитывать зависимостьпроницаемости связных грунтов ядер плотин от уплотнения в процессеконсолидации, водонасыщенности и других факторов.

7.19.Осадку плотины следует определять как сумму осадок ее основания и тела.

Осадки тела плотины иоснования допускается определять методом послойного суммирования по расчетнымвертикалям.

Деформацию грунта в каждомслое определяют по компрессионной зависимости. Коэффициент пористости длярасчетного момента времени определяют в зависимости от эффективного напряжения.

Осадками и горизонтальнымисмещениями скального основания, как правило, пренебрегают.

7.20. Расчетами определяют:

строительные осадки Sс - вертикальные перемещенияточек плотины к моменту завершения ее строительства;

эксплуатационные осадки Se -дополнительныевертикальные перемещения точек плотины, происходящие с момента окончаниястроительства до момента завершения консолидации грунтов основания и телаплотины;

суммарная осадка så грунта тела плотины иоснования.

Суммарную осадку телаплотины и основания допускается определять методом послойного суммирования дляусловий одномерной задачи по указаниям рекомендуемого приложения 15.

Строительную осадку sc необходимо определять какразность суммарной осадки в рассматриваемом слое så на момент окончаниястроительства и så на момент отсыпки этогослоя грунта.

Эксплуатационную осадку seследует определять как разность суммарной осадки så на момент завершенияконсолидации и så на момент завершениястроительства плотины.

7.21.Для расчета строительного подъема в соответствии с указаниями СНиП 2.06.05-84* необходимоопределить эксплуатационную осадку гребня плотины. Для уточнениядополнительного объема грунта, укладываемого в плотину, определяют разностьмежду суммарным сжатием грунта на момент завершения консолидации иэксплуатационной осадки точек контура плотины.

РАСЧЕТ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ БЕТОННЫХ ИЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ СООРУЖЕНИЙ НА СКАЛЬНЫХ ОСНОВАНИЯХ

7.22.Расчет перемещений сооружений, возводимых на скальных основаниях, как правило,следует производить только для сооружений I класса.

7.23.При расчете перемещений, если  ( - ширина напорного фронта сооружения, Н - напор насооружение), следует рассматривать пространственную задачу, если  - плоскую. При этомдля расчета перемещений сооружений могут быть применены методы линейной инелинейной теории упругости. Условная толщина cжимаемого слоя основания врасчетах принимается равной ширине подошвы сооружения b.

На стадиитехнико-экономического обоснования строительства скальное основание допускаетсярассматривать в виде линейно-деформируемой среды.

7.24.При определении перемещений сооружений следует учитывать давление грунта(наносов или засыпки) на ложе водохранилища, объемные фильтрационные силы восновании, нагрузки от сооружения, передаваемые на основание, и взвешивающеедействие воды в берегах при наполнении водохранилища. При расчете перемещенийсклонов в узких каньонах () следует учитывать взвешивающее действие воды ифильтрационные силы после наполнения водохранилища до проектной отметки.

8. ИНЖЕНЕРНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПООБЕСПЕЧЕНИЮ НАДЕЖНОСТИ ОСНОВАНИЙ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ СОПРЯЖЕНИЯСООРУЖЕНИЙ С ОСНОВАНИЕМ

8.1При проектировании оснований сооружений необходимо предусматривать мероприятияпо сопряжению сооружения с основанием, обеспечивающие устойчивость сооружения,прочность основания (в том числе фильтрационную), допустимоенапряженно-деформированное состояние сооружения и его основания при всехрасчетных сочетаниях нагрузок и воздействий.

Во всех случаях припроектировании сопряжения сооружения с основанием следует учитывать возможное изменение фильтрационныххарактеристик и характеристик прочности и деформируемости грунтов в процессевозведения и эксплуатации сооружения.

8.2. При проектированиисопряжений сооружений с основанием следует, как правило, предусматриватьудаление или замену слабых (или ослабленных в процессе строительства) грунтов споверхности на глубину, ниже которой характеристики грунтов (с учетомвозможного их улучшения) удовлетворяют условиям устойчивости сооружения,прочности основания и заданного фильтрационного режима.

Крутизна откосов береговыхпримыканий сооружений должна быть выбрана из условий обеспечения устойчивостикак самих откосов, так и сооружений на периоды строительства и эксплуатации.

8.3.При проектировании сопряжения сооружения со скальным основанием в случаях, еслиудаление грунта экономически нецелесообразно, для обеспечения выполнениятребований устойчивости сооружения или его береговых упоров, прочности идеформируемости основания, для уменьшения объемов удаления скального грунтаследует рассматривать следующие мероприятия:

снижение противодавления восновании напорных сооружений и береговых массивах примыканий;

создание уклона в сторонуверхнего бьефа на контакте сооружения с основанием;

создание упора в основаниисо стороны нижнего бьефа;

применение конструкций,обеспечивающих наиболее благоприятное направление усилий и воздействий наоснование и береговые примыкания сооружения;

анкеровку секций сооруженияи береговых примыканий;

инъекционное укреплениегрунтов основания.

При недостаточнойтехнико-экономической эффективности указанных мероприятий должно бытьпредусмотрено заглубление подошвы сооружения в более сохранную зону скальныхгрунтов.

8.4. Дляобеспечения устойчивости сооружений на нескальных основаниях, обеспеченияпрочности и допустимых осадок и смещений при проектировании сопряжениясооружения с основанием в необходимых случаях следует предусматриватьустройство верхового и низового зубьев, дренирование малопроницаемых слоевоснования, уплотнение и инъекционное укрепление грунтов и другие мероприятия.

При проектировании портовыхсооружений следует предусматривать в необходимых случаях устройство каменнойпостели, разгружающих и анкерующих устройств, а также снятие гидростатического(фильтрационного) давления в грунте за стенкой.

Для сооружениймелиоративного назначения, для которых в процессе эксплуатации допускаютсяосушение водотока и промораживание всего или части основания, и возводимых напылевато-глинистых или мелких песчаных грунтах в необходимых случаях в проектахследует предусматривать соответствующие инженерные мероприятия (устройстводренажей, противомиграционные экраны, замену части грунта основания грунтомтребуемых свойств и т. п.), исключающие вредные последствия промораживания иоттаивания грунтов для устойчивости сооружения и прочности основания.

8.5.В проектах основания грунтовых плотин, возводимых на нескальном основании, какправило, следует предусматривать подготовку и выравнивание основания, удалениерастительного слоя и слоя, пронизанного корневищами деревьев и кустов илиходами землеройных животных, а также удаление грунта, содержащего более 5 % помассе органических включений или такое же количество солей, легко растворимых вводе.

8.6.При проектировании сопряжений плотин из грунтовых материалов с основаниемследует предусматривать мероприятия (расчистку поверхности основания,заглубление подошвы плотины, заделку трещин в скальных грунтах, дренаж и т.п.), направленные на обеспечение устойчивости плотин, уменьшение неравномерныхдеформаций основания и сооружения, предотвращение суффозии и недопустимогоснижения прочности грунта основания при его водонасыщении и т. д.

При обосновании допускаетсястроительство грунтовых плотин на основаниях, содержащих водорастворимыевключения и биогенные грунты.

8.7.При проектировании сопряжения водонепроницаемых элементов грунтовых плотин,возводимых на скальном основании, должны быть предусмотрены удалениеразрушенной скалы, в том числе отдельно лежащих крупных камней и скопленийкамней, разделка и бетонирование разведочных геологических и строительныхвыработок, крупных трещин.

При наличии в основанииводонерастворимых, слабоводопроницаемых скальных грунтов, как правило, следуетпредусматривать только выравнивание поверхности основания под подошвойводонепроницаемого элемента плотины. В остальных случаях следует, как правило,предусматривать следующие мероприятия: устройство бетонной плиты, покрытиескалы торкретом, инъекционное уплотнение части основания, прилегающей к подошвеводонепроницаемого элемента.

На участках сопряженияпротивофильтрационных элементов грунтовых плотин с наклонными неровнымиповерхностями скальных берегов в проектах следует предусматривать постепенноеуположение откоса берегового примыкания от гребня плотины к основанию безрезких переломов профиля, с наименьшим экономически обоснованным общим наклономпримыкания. При этом следует, как правило, предусматривать срезку выступающихучастков откоса и заполнение углублений бетоном.

На участках сопряжения соснованием частей профиля плотины, выполняемых из более водопроницаемыхматериалов, чем противофильтрационные устройства, удаление разборнойразрушенной (выветрелой) скалы не обязательно.

8.8. Впроекте оснований сооружений должны быть разработаны мероприятия,обеспечивающие предотвращение в процессе строительства снижение принятых врасчетах прочностных, деформационных и фильтрационных характеристик грунтовоснования за счет промерзания, выветривания, разуплотнения и разжижениягрунтов, а также исключающие возможность фильтрации напорных вод через днокотлована или заполнение котлована выше проектного уровня.

(Измененная редакция. Изм. № 1).

8.9.Глубину заложения подошвы сооружений следует принимать минимально возможной сучетом:

типа и конструктивныхособенностей сооружений;

характера нагрузок ивоздействий на основание;

геологических условийплощадки строительства (строительных свойств грунтов, структуры основания,наличия ослабленных поверхностей - слабых прослоев, зон тектонических нарушенийи др.);

топографических условийтерритории строительства;

гидрогеологических условий(водопроницаемости грунтов, напоров, уровней и агрессивности грунтовых вод идр.);

области размыва грунтов внижнем бьефе;

глубины сезонногопромерзания и оттаивания грунтов;

судоходных уровней воды идр.

Примечание. Для мелиоративныхгидротехнических сооружений допускается принимать глубину заложения их подошвынезависимо от глубины промерзания, при этом необходимо учитывать указания п. 8.4.

8.10.При проектировании сопряжений бетонных и железобетонных сооружений со скальнымоснованием следует предусматривать:

для однородных оснований -удаление интенсивно выветрелых грунтов (разборного слоя), имеющих низкиепрочностные и деформационные характеристики и слабо поддающихся омоноличиваниюиз-за наличия глинистого заполнителя в трещинах (при обосновании допускаетсяудалять слабые грунты только с низовой стороны сооружения);

для неоднородных оснований,имеющих крупные нарушения в области глубокого избирательного выветривания, -удаление грунта, объем которого следует принимать на основе результатов анализанапряженного состояния и устойчивости сооружения с учетом возможного укрепленияослабленных областей основания и заделки трещин.

ЗАКРЕПЛЕНИЕ И УПЛОТНЕНИЕГРУНТОВ ОСНОВАНИЙ

8.11.Закрепление и уплотнение грунтов в основании сооружений следует предусматриватьдля изменения прочностных и деформационных характеристик грунтов с цельюповышения несущей способности оснований, уменьшения осадок и смещений, а такжедля обеспечения требуемой проектом водопроницаемости и фильтрационнойпрочности.

В качестве мероприятий поизменению прочностных и деформационных свойств грунтов могут быть рекомендованыцементация, химические методы закрепления, замораживание грунтов, механическоеуплотнение, дренирование массива, устройство набивных свай и т. д.

Закрепление и уплотнениегрунтов в основании водоподпорных сооружений, предусматриваемые в проекте сцелью уменьшения фильтрации под сооружением или в обход его и устраненияопасных последствий фильтрации, должны включать устройствопротивофильтрационных преград (завес, зубьев, шпунтовых рядов, «стен в грунте»,понуров и др.), а также механическое и инъекционное уплотнение грунта.

Примечание. При проектированииукрепления основания следует учитывать, что изменение прочностных идеформационных характеристик грунтов влечет за собой изменение ихфильтрационных свойств и наоборот.

8.12.При проектировании подпорных сооружений при необходимости следуетпредусматривать в первую очередь закрепление грунтов в области, примыкающей книзовой грани сооружения, а также закрепление и уплотнение выходов в пределахконтура сооружения и основания крупных трещин, тектонических зон и другихразрывных нарушений и прослоек ослабленных грунтов. Сплошное усиление основаниядолжно быть обосновано.

При проектировании подпорныхсооружений I и II классов определение способа и объемов работ поукреплению основания должно обосновываться расчетами, а для сооружений I классапри необходимости - и экспериментальными исследованияминапряженно-деформированного состояния сооружения и основания.

Для сооружений III и IVклассов на всех стадиях проектирования, а также для сооружений I и IIклассов на стадии технико-экономического обоснования способы и объемы работ поукреплению основания допускается устанавливать по аналогам.

8.13.При проектировании портовых сооружений на сильнодеформируемых и слабопрочныхгрунтах следует предусматривать закрепление грунтов в зоне отпора перед лицевойи анкерной стенами, а также в пределах засыпки. В этом случае способзакрепления на стадии технико-экономического обоснования также устанавливаетсяпо аналогам. На стадиях проекта и рабочей документации способ укрепления грунтаи объем работ определяются на основе расчетов и экспериментальных исследований.

8.14.Устройство противофильтрационных завес (преград) обязательно в тех случаях,когда основание сложено фильтрующими слабоводоустойчивыми и быстрорастворимымигрунтами. При водостойких грунтах устройство завесы должно быть обосновано.

Глубину и ширинупротивофильтрационной завесы следует обосновывать расчетом или результатомэкспериментальных исследований.

При проектировании скальныхоснований бетонных плотин рекомендуется рассматривать возможность расположенияпротивофильтрационных завес за пределами зоны трещинообразования под напорнойгранью, а также их наклона в сторону верхнего бьефа.

Примечание. Проектирование подземногоконтура, в том числе противофильтрационных завес и дренажей, должно выполнятьсяв соответствии с требованиями СНиП 2.06.06-85 и СНиП 2.06.05-84* .

8.15.На участке сопряжения завесы с подошвой сооружения в целях предотвращенияфильтрации в зоне наибольших градиентов напора в проекте следуетпредусматривать местное усиление завесы дополнительными рядами неглубокихскважин, располагаемых у напорной грани сооружения, параллельной основному ряду(или рядам) скважин, или в пределах самой завесы. Расстояние междудополнительными скважинами допускается принимать большим, чем между основнымискважинами в завесе.

8.16.В местах сопряжения противофильтрационных устройств (зубьев, диафрагм, шпунта ит.д.) с основанием или берегами следует предусматривать тщательную укладку иуплотнение грунта с применением для этой цели более устойчивого к суффозии ипластичного грунта, способного кольматировать трещины в скальном основании.

8.17.В проектах оснований водоподпорных сооружений в качестве мероприятия поснижению противодавления следует предусматривать устройство дренажа. В скальныхоснованиях дренаж следует располагать главным образом со стороны напорной гранисооружения, а при необходимости - и в средней части его подошвы.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Рекомендуемое

КЛАССИФИКАЦИЯМАССИВОВ СКАЛЬНЫХ ГРУНТОВ

Таблица 1

Классификацияпо трещиноватости

Степень трещиноватости

Модуль трещиноватости Mj

Показатель качества породы RQD, %

Очень слаботрещиноватые

Менее 1,5

90-100

Слаботрещиноватые

От 1,5 до 5

75-90

Среднетрещиноватые

От 5 до 10

50-75

Сильнотрещиноватые

От 10 до 30

25-50

Очень сильнотрещиноватые

Св. 30

0-25

Мj - число трещин на 1 м линии измерения нормально главной или главным системам трещин;

RQD - отношение общей длины сохранных кусков керна длиной более 10 см к длине пробуренного интервала в скважине.

Таблица 2

Классификация по вoдoпpoницaемocти

Степень водопроницаемости

Коэффициент фильтрации k, м/сут

Удельное водопоглощение q, л/мин

Практически водонепроницаемые

Менее 0,005

Менее 0,01

Слабоводопроницаемые

От 0,005 до 0,3

От 0,01 до 0,1

Водопроницаемые

От 0,3 до 3

От 0,1 до 1

Сильноводопроницаемые

От 3 до 30

От 1 до 10

Очень сильноводопроницаемые

Св. 30

Св. 10

Таблица 3

Классификация по деформируемости

Степень деформируемости

Модуль деформации массива Е, 103 Мпа (103 кгс/см2)

Очень слабодеформируемые

Св. 20 (200)

Слабодеформируемые

От 10(100) до 20 (200)

Среднедеформируемые

От 5 (50) до 10 (100)

Сильнодеформируемые

От 2 (20) до 5 (50)

Очень сильнодеформируемые

Менее 2 (20)

Таблица 4

Классификация по степени выветрелости

Степень выветрелости

Коэффициент выветрелости kw

Сильновыветрелые

Менее 0,8

Выветрелые

От 0,8 до 0,9

Слабовыветрелые

От 0,9 до 1,0

Невыветрелые

1,0

kw - отношение плотности выветрелого образца грунта к плотности невыветрелого образца того же грунта.

Таблица 5

Классификация по характеру нарушения

Характер нарушения сплошности массива

Мощность зоны дробления разломов или ширина трещин

Протяженность нарушения

Разломы I порядка - глубинные, сейсмогенные

Сотни и тысячи метров

Сотни и тысячи километров

Разломы II порядка - глубинные, несейсмогенные и частично сейсмогенные

Десятки и сотни метров

Десятки и сотни километров

Разломы III порядка

Метры и десятки метров

Километры и десятки километров

Разломы IV порядка

Десятки и сотни сантиметров

Сотни и тысячи метров

Крупные трещины V порядка

Св. 20 мм

Св. 10 м

Средние трещины VI порядка

10-20 мм

1-10 м

Мелкие трещины VII порядка

2-10 мм

0,1-1 м

Тонкие трещины. VIII порядка

Менее 2 мм

Менее 0,1 мм

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Обязательное

МЕТОДИКАОПРЕДЕЛЕНИЯ НОРМАТИВНЫХ И РАСЧЕТНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЧНОСТИ tg  и сПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИСПЫТАНИЙ МЕТОДАМИ СРЕЗА (СДВИГА) И ТРЕХОСНОГО СЖАТИЯ

Нормативные значенияхарактеристик tg  и сn по результатам испытанийметодом среза вычисляются по формулам:

                                       (1)

                                          (2)

При получении сn < 0 следует принять сn= 0, а значение tg  вновь вычислить по формуле

                                                               (3)

В формулах (1) -(3):

 - парные частныезначения средних нормальных и предельных касательных к плоскости сдвиганапряжений, полученные в отдельных испытаниях;

п - число парных значений  и , включенных в одну совокупность (п должно быть не менее 6).

Для определения нормативныхзначений характеристик tgи сn по результатам испытаний методом трехосного сжатияпредварительно необходимо вычислить коэффициенты N и М по формулам:

                                     (4)

                                                 (5)

При получении M < 0 следует принять М = 0, а коэффициент Nвычислить вновь по формуле

                                                        (6)

В формулах (4) - (6):

 -  частные предельные значения максимальных иминимальных напряжений, полученные в отдельных испытаниях;

n - число парных значений , включенных в одну совокупность (п должно быть не менее 6).

Нормативные значения tgи сn по найденным значениям коэффициентов N и М следует определять по формулам:

                                                                   (7)

                                                                        (8)

Расчетные значенияпрочностных характеристик tgи сI,II в соответствии с указаниямипп. 2.7и 2.16 должны вычисляться по формулам:

                                                                    (9)

                                                                       (10)

При вычислениях значений tgи сII в формулах (9) и (10) следует принимать = 1.

При определении значений tgи сI по формулам (9) и (10) при использовании результатов испытаний методомсреза коэффициент  следует вычислить поформуле

                                       (11)

Если  < , то вместо формулы (11)следует использовать формулу

                                        (12)

Входящие в формулы (11) и (12)значения  и  следует определять поформулам:

;                                                            (13)

                                                            (14)

В формулах (12) - (14):

- минимальное и максимальное значения нормальных напряжений наповерхности сдвига, ограничивающие расчетный диапазон этих напряжений.

Входящие в формулы (11) и (12)доверительные интервалы  должны вычисляться поформуле

                                                (15)

где V- коэффициент, принимаемый по таблице в зависимости от параметра , вычисляемого по формуле (18), от числа степенейсвободы К = п - 2 и от односторонней доверительнойвероятности  (ее следует приниматьравной 0,95);

                                                                        (16)

 - при вычислении ;

 - при вычислении ;

                                 (17)

в формуле (17) п- 2 следует заменить на n - 1, если принято cn = 0, а значение tg вычислено по формуле (3);

                                       (18)

где

                                                      (19)

                                                         (20)

При использованиирезультатов испытаний методом трехосного сжатия значение коэффициента  следует определять, используязависимости (11)-(20), заменив в них  соответственно на .

Значениекоэффициента V при  = 0,95

К

0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

0,8

0,85

0,9

0,95

1,0

3

2,94

2,98

3,02

3,05

3,09

3,11

3,14

3,16

3,17

3,18

3,19

4

2,61

2,64

2,67

2,70

2,72

2,74

2,75

2,76

2,77

2,78

2,78

5

2,44

2,47

2,49

2,51

2,53

2,54

2,55

2,56

2,57

2,57

2,57

6

2,34

2,36

2,38

2,40

2,41

2,43

2,44

2,44

2,45

2,45

2,45

7

2,27

2,29

2,31

2,33

2,34

2,35

2,36

2,36

2,36

2,36

2,36

8

2,22

2,24

2,26

2,27

2,28

2,28

2,30

2,31

2,31

2,31

2,31

9

2,18

2,20

2,22

2,23

2,24

2,25

2,26

2,26

2,26

2,26

2,26

10

2,15

2,17

2,19

2,20

2,21

2,22

2,23

2,23

2,23

2,23

2,23

11

2,13

2,15

2,16

2,17

2,18

2,19

2,20

2,20

2,20

2,20

2,20

12

2,11

2,13

2,14

2,15

2,16

2,17

2,18

2,18

2,18

2,18

2,18

13

2,09

2,11

2,12

2,14

2,15

2,15

2,16

2,16

2,16

2,16

2,16

14

2,08

2,10

2,11

2,12

2,13

2,14

2,14

2,15

2,15

2,15

2,15

15

2,07

2,08

2,10

2,11

2,12

2,13

2,13

2,13

2,13

2,13

2,13

16

2,06

2,07

2,09

2,10

2,11

2,11

2,12

2,12

2,12

2,12

2,12

17

2,05

2,06

2,08

2,09

2,10

2,11

2,11

2,11

2,11

2,11

2,11

18

2,04

2,06

2,07

2,08

2,09

2,10

2,10

2,10

2,10

2,10

2,10

19

2,03

2,05

2,06

2,07

2,08

2,09

2,09

2,09

2,09

2,09

2,09

20

2,03

2,04

2,06

2,07

2,08

2,08

2,08

2,09

2,09

2,09

2,09

25

2,00

2,02

2,03

2,04

2,05

2,06

2,06

2,06

2,06

2,06

2,06

30

1,99

2,00

2,02

2,03

2,03

2,04

2,04

2,04

2,04

2,04

2,04

40

1,97

1,99

2,00

2,01

2,01

2,02

2,02

2,02

2,02

2,02

2,02

60

1,95

1,97

1,98

1,99

1,99

2,00

2,00

2,00

2,00

2,00

2,00

80

1,94

1,96

1,97

1,98

1,98

1,99

1,99

1,99

1,99

1,99

1,99

>100

1,94

1,95

1,96

1,97

1,98

1,98

1,98

1,98

1,98

1,98

1,98

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Обязательное

ОПРЕДЕЛЕНИЕМОДУЛЕЙ ДЕФОРМАЦИИ ОСНОВАНИЙ ДЛЯ РАСЧЕТА ПЕРЕМЕЩЕНИЙ СООРУЖЕНИЙ

1.В зависимости от видов сооружений и схем расчета перемещений принимаютсяразличные значения модулей деформации . За исходные принимаются значения модулей, определенныекомпрессионными испытаниями или полевыми опытами на штампах.

2.Модуль деформации i-гослоя Еi следует определять по формулам:

;                                                                    (1)

                                                            (2)

где  -    модульдеформации первичной  или вторичной  ветви компрессионнойкривой;

                                                              (3)

                                                                 (4)

e1 - коэффициент пористостигрунта, соответствующий напряжению от собственного веса грунта в середине io слоя основания ;

e2 - коэффициент пористостигрунта, соответствующий суммарному напряжению  ( - напряжение от веса сооружения в середине i-го слоя основания);

v- коэффициентпоперечного расширения грунта i-гослоя;

mpl- коэффициент,принимаемый для пылевато-глинистых грунтов равным отношению модуля деформации,полученного при испытании грунтов штампами, к модулю деформации, полученномупри компрессионных испытаниях. При отсутствии указанных данных коэффициент mpl для пылевато-глинистых грунтов твердой иполутвердой консистенций допускается принимать по чертежу в зависимости откоэффициента пористости е ипоказателя текучести Il. Для пылевато-глинистых грунтов пластичных консистенций и песчаныхгрунтов коэффициент mpl принимается равным 1;

График для определениякоэффициента mpl

тс - коэффициент условий работы,определяемый по формуле

                                                              (5)

где А - площадь фундамента, м2,определяемая для фундаментов с соотношением  как А = lb, а для фундаментов ссоотношением  - как А= 3b2;

A - площадь, равная 1 м2;

пi - параметр, определяемый порезультатам испытаний i-го слоягрунта двумя штампами различных площадей A1 и A2 под одной и той женагрузкой по формуле

                                             (6)

В формуле (6):

 - приращения осадокштампов с площадями A1 и A2 отдополнительного давления по результатам испытаний i-го слоя.

При отсутствии данныхштамповых испытаний допускается принимать следующие значения параметра ni для грунтов:

пылевато-глинистыхледниковых               0,1 - 0,2

остальныхпылевато-глинистых                  0,15 -0,3

песчаных                                                        0,25- 0,5

Минимальныеили максимальные из указанных значений пi  следует принимать, еслисжимаемый слой основания определяется, исходя из условий  или  соответственно (см.п. 7.9). При промежуточных значениях глубины сжимаемого слоя значения пi принимают по интерполяции.

Поправка от 31.03.2003 г.

(Измененная редакция. Изм. № 1).

3.Средний модуль деформации всего сжимаемого слоя Еmследует определять по формуле

,                                                   (6)

где Еi- то же, что в формуле (1);

hi- толщина i-го слоя грунта;

 - коэффициент, определяемыйпо обязательному приложению 11 для глубины zi,соответствующейсередине io слоя.

4.При расчетах осадок грунтовых плотин в формуле (1)рекомендуется принимать  и . Значение модуля деформации Еi, полученное таким образом,как правило, должно быть уточнено натурными измерениями на опытных насыпях илина реальных сооружениях.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 (Исключено. Изм. № 1).

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Обязательное

РАСЧЕТУСТОЙЧИВОСТИ СООРУЖЕНИЙ НА СДВИГ ПО ПОВЕРХНОСТИ НЕОДНОРОДНОГО ОСНОВАНИЯ

В случае неоднородного(слоистого) основания расчетные характеристики прочности грунтов tgи сI должны быть заменены средневзвешенными значениямиэтих характеристик tgи сI,m. При этом имеют местоследующие случаи:

а) если слои грунтовоснования вертикальны или угол падения их более 60о, а простирание слоевориентировано поперек направления сдвига или угол между ними близок к 90о(черт. 1),значение осредненной характеристики tgопределяется из уравнения

                                                     (1)

где P -равнодействующая нормальных сил;

А - площадь подошвы сооружения.

Нормальные контактныенапряжения  определяются в этомслучае по формуле

                                             (2)

где эксцентриситет е и абсцисса хотсчитываются от оси, проходящей через точку О, положениекоторой определяется формулой

                                                              (3)

Значения tgи сI,m определяются по формулам:

                                    (4)

Черт. 1. Схема к расчету устойчивостисооружений на сдвиг по плоской поверхности основания с неоднородной поперечнойслоистостью грунтов при большом угле падения слоев

                                                                (5)

б) при однородной слоистостигрунтов на протяжении подошвы сооружения, т. е. при одинаковой доле каждогослоя на разных участках ширины подошвы, значение  определяется поформуле

                                                    (6)

а значение сI,m - по формуле (5);

в) если простираниевертикальных слоев грунтов основания ориентировано вдоль направления сдвига илиугол между ними менее 10о, значения,  и сI,m также определяются по формулам(6) и (5);

г) если слои грунтовоснования пологие с углом падения менее10о (черт. 2), то  определяется поформуле

                                    (7)

где I - момент инерции площади подошвы;

сI,m - определяется по формуле (5).

Черт. 2. Схема к расчетуустойчивости сооружения на сдвиг поплоской поверхностиоснования с неоднородной поперечной слоистостью грунтов при малом угле паденияслоев

ПРИЛОЖЕНИЕ 6
Рекомендуемое

РАСЧЕТУСТОЙЧИВОСТИ СООРУЖЕНИЙ ПРИ СДВИГЕ С ПОВОРОТОМ В ПЛАНЕ

1.Расчет устойчивости сооружения следует производить с учетом его поворота вплане (в плоскости подошвы) в случае, если расчетная сдвигающая сила F приложена сэксцентриситетом . При этомповорот сооружения рассматривается относительно точки 0 - центра поворота(черт. 1).

Черт. 1.Схема к расчету устойчивости сооружения при плоском сдвиге с поворотом в плане без учета отпорагрунта

Сg- центр тяжести подошвы сооружения; С- центр тяжести эпюры распределенных по подошве предельных касательныхнапряжений;  - предельные касательные напряжения;

(в случае линейной зависимости касательныхнапряжений от координат и прямоугольной формы подошвы сооружения ).

2. При однородном основании иравномерном распределении нормальных напряжений эксцентриситет  расчетной сдвигающейсилы F следует определятьотносительно центра тяжести подошвы сооружения Cg. При неоднородном основанииили неравномерном распределении напряжений эксцентриситет  необходимо определятьотносительно центра тяжести эпюры распределенных по подошве сооруженияпредельных касательных напряжений .

Схема к расчету устойчивостисооружений при плоском сдвиге с поворотом в плане без учета отпора грунта снизовой стороны приведена на черт. 1.

3.При расчете устойчивости сооружений с прямоугольным или близким кпрямоугольному очертанием подошвы и равномерным распределением  предельную силусопротивления сдвигу  без учета отпора грунта следуетопределять по формуле

                                                             (1)

где  - безразмерныйкоэффициент, определяемый по черт. 2;

 - предельная сила сопротивленияпри плоском сдвиге без поворота, определяемая в соответствии с указаниями п. 3.7.

Предельную силусопротивления при смешанном сдвиге с поворотом сооружений на нескальныхоснованиях допускается также определять, используя коэффициент , полученный по черт. 2.

Черт. 2.Графики для определения коэффициента  и координаты центраповорота

4.При непрямоугольном очертании подошвы сооружения, неравномерном распределении  или при необходимостиучета отпора грунта с низовой стороны (черт.3) предельная сила сопротивления  и координаты центраповорота определяются следующими тремя уравнениями равновесия:

;                                                           (2)

                                         (3)

                                       (4)

где  - предельноекасательное напряжение на элементарной площадке ;

 -  угол между радиусом r, проведенным из центраповорота (с которым совмещено начало координат) до центра площадки , и осью, перпендикулярной направлению действующей силы F;

 - то же, что в п. 3.7;

 - расстояние, определяемое по черт. 3, а;

 - эксцентриситет сдвигающейсилы.

Определение предельной силысопротивления сдвигу  и координат полюсаповорота производится в такой последовательности.

Из уравнений (3) и (4) исключается  и из полученнойсистемы двух уравнений подбором определяются координаты n1 и n2, после чего находится .

В случае, когда центрповорота О оказывается внутри площадиподошвы (при значительном эксцентриситете ) и отпор грунта возникает с обеих сторон сооружения (см. черт. 3, б), необходимо использовать уравнение(2) и следующие уравнения:

                              (5)

                    (6)

где  - то же, что в формулах (3) и (4);

 - расчетное значениегоризонтальной составляющей отпора грунта с верховой стороны сооружения;

 - расстояние, определяемое по черт. 3, б.

Черт. 3. Схемы к расчетуустойчивости сооружений глубокого заложения при плоском сдвиге с поворотом вплане с учетом отпора грунта

а- при расположении центра поворота вне подошвы сооружения; б - то же, впределах подошвы сооружения

ПРИЛОЖЕНИЕ 7
Рекомендуемое

РАСЧЕТУСТОЙЧИВОСТИ СООРУЖЕНИЙ НА НЕСКАЛЬНЫХ ОСНОВАНИЯХ ПО СХЕМАМ СМЕШАННОГО ИГЛУБИННОГО СДВИГОВ

1.Для определения силы предельного сопротивления на участке сдвига с выпором Ru следует применять методтеории предельного равновесия. При этом в случае глубинного сдвига от однойвертикальной нагрузки определяется полная сила предельного сопротивления, а вслучае смешанного сдвига - только ее часть, отвечающая участку сдвига с выпороми равная  в соответствии стребованиями п.3.9.

2. По этому методу профиль поверхностискольжения, ограничивающей область предельного состояния грунта основания, принимаетсяв виде двух отрезков прямых АВ и DC,соединенных между собой криволинейной вставкой, описываемой уравнениемлогарифмической спирали (см. чертеж а).Связь между углом наклона к вертикали равнодействующей внешних сил, равной позначению силе предельного сопротивления сдвигу Ru, и ориентировкой треугольникапредельного равновесия определяется углом , который находится по формуле

                                            (1)

К расчету несущейспособности основания и устойчивости сооружения при глубинном сдвиге

а - расчетнаясхема; б - графикнесущей способности основания; I,II, III - зоны призмы обрушения

При определении Ru сцепление грунта по своемудействию принимается тождественным приложению внешней равномерно распределеннойнагрузки в виде нормального напряжения  (здесь tg  и сI - то же, что в п. 3.5).Значение  для заданных значений (то же, что в п. 3.9)определяется следующим образом.

Строится график несущейспособности основания  для всей ширины b или расчетной ширины  подошвы фундамента(см. чертеж б). Построение этого графика производится по ряду значений  (от = 0 до ) и соответствующим им значениям .

По найденному значению  находятся все данные,необходимые для определения размеров призмы выпора ABCDA.Линия АВ проводится по углу , линия ЕВ - по углу .

Линия ЕС строится по углу  между ней игоризонтальной поверхностью основания. Профиль ограничивающей поверхностискольжения для промежуточной зоны II строится по уравнениюлогарифмической спирали. Радиус  находится по формуле

,                                              (2)

где  .

Линия CDпроводится через точку С под углом  к горизонтальнойповерхности ED.

После определения очертанияпризмы обрушения находятся веса  (с учетомвзвешивающего действия воды) отдельных ее зон I, II, III (при наличии сцепления к силе Р3) добавляется нагрузка , соответствующаяприложенному к поверхности нормальному напряжению, а при наличии пригрузкиинтенсивностью q- нагрузка  и сила Ru поформуле

                                       (3)

где                                                                  (4)

                                         (5)

                                         (6)

3.В случаях, для которых в таблице приведены значения коэффициентов несущейспособности , а такжезначения коэффициента К, позволяющего определить длинуучастка ED на чертеже (ED = Кb),Ru определяетсяпо формуле

                                               (7)

где  - то же. что в п. 3.5;

q- интенсивностьравномерной нагрузки на участке EDпризмы выпора.

По найденным значениям Ru определяются  и , используемые для построения графика (см. чертеж б), поформулам:

                                                    (8)

                                                      (9)

4.При действии на сооружение только вертикальных сил определение предельной(разрушающей) вертикальной нагрузки на основание может быть произведеноуказанным выше методом. При этом построение призмы обрушения производитсятолько для = 0 и

5.При наличии в основании фильтрационного потока и необходимости учетафильтрационных сил определение Ru следует производить аналитически или графоаналитическим методом путемпостроения многоугольника сил на базе равнодействующих весов каждой из трех зонпризмы обрушения с учетом суммарных фильтрационных сил, действующих в каждой изних.

Направления и значениясуммарных фильтрационных сил определяются по заданной гидродинамической сеткедвижения фильтрационного потока под сооружением.

Для этого после построенияобъемлющей поверхности скольжения по методу, изложенному в п. 2, и построения гидродинамической сетки (методом ЭГДА илирасчетным способом) каждая из зон I, II, III (см. чертеж а) оказывается разбитой на ряд участков, для каждогоиз которых находится линия тока, проходящая через центр тяжести участка.Направление фильтрационной силы принимается по касательной к этой линии тоже вцентре тяжести участка, а значение ее - по формуле

,                                                          (10)

где  - удельный вес воды;

 - средний градиент напора дляданного участка;

Аi- площадь участка.

Значениякоэффициентов несущей способности и коэффициента К

Коэффициенты

При (в долях от )

0

0,1

0,3

0,5

0,7

0,9

0,4089

0,3984

0,3598

0,3037

0,2340

0,1485

14,643

14,399

13,855

13,218

12,440

11,356

2,0580

2,0237

1,9473

1,8577

1,7484

1,5960

K

1,4346

1,3500

1,1685

0,9649

0,7253

0,4001

10°

0,5968

0,5742

0,5070

0,4184

0,3145

0,1929

14,016

13,715

13,052

12,288

11,374

10,133

2,4714

2,4184

2,3014

2,1667

2,0056

1,7866

K

1,5721

1,4760

1,2709

1,0428

0,7775

0,4238

12°

0,8407

0,8001

0,6914

0,5578

0,4084

0,2417

13,989

13,617

12,807

11,891

10,818

9,3988

2,9735

2,8945

2,7223

2,5276

2,2995

1,9978

K

1,7244

1,6151

1,3830

1,1273

0,8333

0,4486

14°

1,1584

1,0903

0,9227

0,7274

0,5182

0,2951

14,381

13,921

12,930

11,831

10,571

8,9502

3,5857

3,4708

3,2240

2,9500

2,6357

2,2316

K

1,8936

1,7691

1,5061

1,2190

0,8933

0,4747

16°

1,5732

1,4660

1,2136

0,9340

0,6465

0,3537

15,118

14,547

13,335

12,016

10,536

8,6856

4,3351

4,1713

3,8236

3,4458

3,0210

2,4905

K

2,0821

1,9400

1,6415

1,3189

0,9577

0,5023

18°

2,1179

1,9527

1,5809

1,1867

0,7971

0,4181

16,182

15,471

13,985

12,398

10,660

8,5492

5,2577

5,0269

4,5440

4,0285

3,4635

2,7778

K

2,2930

2,1304

1,7910

1,4281

1,0270

0,5314

20°

2,8368

2,5872

2,0465

1,4965

0,9740

0,4889

17,583

16,697

14,870

12,959

10,915

8,5081

6,3996

6,0772

5,4122

4,7169

3,9728

3,0967

K

2,5297

2,3432

1,9566

1,5475

1,1019

0,5621

22°

3,7915

3,4188

2,6395

1,8779

1,1826

0,5669

19,358

18,250

15,998

13,693

11,287

8,5420

7,8211

7,3733

6,4634

5,5323

4,5602

3,4512

K

2,7966

2,5821

2,1405

1,6787

1,1829

0,5947

24°

5,0700

4,5173

3,3998

2,3499

1,4293

0,6530

21,570

20,178

17,392

14,605

11,769

8,6381

9,6036

8,9836

7,7435

6,5026

5,2401

3,8459

K

3,0989

2,8514

2,3457

1,8232

1,2707

0,6292

26°

6,7963

5,9796

4,3805

2,9368

1,7224

0,7483

24,305

22,548

19,090

15,709

12,362

8,7881

11,855

10,998

9,3107

7,6621

6,0295

4,2863

K

3,4430

3,1564

2,5756

1,9829

1,3663

0,6660

28°

9,1494

7,9429

5,6548

3,6709

2,0720

0,8541

27,684

25,465

21,141

17,029

13,069

8,9870

14,720

13,535

11,241

9,0545

6,9490

4,7785

K

3,8366

3,5035

2,8341

2,1600

1,4705

0,7051

30°

12,394

10,608

7,3255

4,5958

2,4911

0,9719

31,872

29,027

23,619

18,596

13,900

9,2321

18,402

16,759

13,637

10,738

8,0253

5,3302

K

4,2897

3,9008

3,1263

2,3575

1,5846

0,7469

32°

16,922

14,264

9,5362

6,7696

2,9966

1,1034

37,092

33,435

26,616

20,454

14,868

9,5222

23,178

20,893

16,632

12,781

9,2906

5,9502

K

4,8143

4,3581

3,4583

2,5784

1,7099

0,7917

36°

32,530

26,507

16,492

9,2122

4,3588

1,4170

51,963

45,776

34,706

25,281

17,290

10,240

37,754

33,258

25,215

18,367

12,562

7,4400

K

6,1443

5,5062

4,2738

3,1074

2,0011

0,8915

40°

66,014

51,714

29,605

15,093

6,4272

1,8186

76,506

65,611

47,007

32,200

20,552

11,159

64,196

55,054

39,444

27,019

17,245

9,3633

K

8,0121

7,0952

6,3673

3,7916

2,3617

1,0080

45°

177,62

131,12

66,272

29,516

10,783

2,5025

134,88

111,08

73,119

45,728

26,385

12,652

134,88

111,08

73,119

45,729

26,385

12,652

K

11,614

10,101

7,3504

4,9747

2,9514

1,1848

Значения суммарныхфильтрационных сил Фf1, Фf2, Фf3 определяются какгеометрические суммы фильтрационных сил в пределах рассматриваемой зоны I, II или III.

6.При определении силы предельного сопротивления в случае сдвига с выпором присейсмических воздействиях Ru,eq следует учитывать силыинерции, действующие на грунт в пределах призмы выпора и на пригрузку,определяемые по ускорению земной поверхности, соответствующему принятымрасчетной сейсмичности и направлению сейсмических колебаний.

Если основание и пригрузкарасположены ниже уровня воды, то по СНиП II-7-81* вес грунтаоснования и пригрузки принимается с учетом взвешивающего действия воды, а силыинерции определяются по плотности грунтов в водонасыщенном состоянии.

ПРИЛОЖЕНИЕ 8
Рекомендуемое

РАСЧЕТЫУСТОЙЧИВОСТИ ПОРТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ

1.Расчет устойчивости сооружений при поступательном перемещении сдвигаемогомассива грунта вместе с сооружением (черт. 1)следует выполнять, принимая в условии (3) п. 3.1:

                                                         (1)

                                                        (2)

где  -  горизонтальныесоставляющие соответственно сдвигающих (со знаком «плюс») и удерживающих (сознаком «минус») сил, возникающих в пределах i-го вертикального элемента, на которые условно разделен сдвигаемыймассив грунта;

 - определяется по формуле

                              (3)

Th- суммагоризонтальных составляющих длительных временных и одной из кратковременныхнагрузок, приложенных непосредственно к сооружению;

Rg-    сумма горизонтальных составляющих сил сопротивлениясдвигу конструктивных элементов (свай, шпунта и пр.) при пересечении ихповерхностью скольжения;

 - то же, что в п. 3.7;

Gi - вес i-гоэлемента массива с учетом временных нагрузок на его поверхности;

n1,n2 -   количество элементов массива грунта, для которых  имеет соответственноположительное или отрицательное значение;

 - угол между вертикалью иплоскостью основания элемента, отсчитываемый по часовой стрелке и принимаемыйне более 173° - ;

 - ширина элемента;

 - угол наклона силвзаимодействия между элементами, который допускается принимать постоянным впределах характерных участков и, как правило, равным для элементов,расположенных:

а) в шпунтовых набережных:

перед шпунтом - , но не более 20°,где  - осредненноезначение угла внутреннего трения в створе шпунта с низовой стороны;

между шпунтом и анкернойплитой - то же, но - в створе шпунта с верховой стороны;

за анкерной плитой - то же,но  - в створе плиты;

б) в гравитационных набережных - аналогично указанному ранее переди за сооружением и 0° - в пределах ширины сооружения.

Черт. 1. К расчету общейустойчивости по схеме глубинного сдвига при поступательном перемещении сдвигаемогомассива грунта вместе с сооружением

1 - шпунтовая подпорная стена; 2 - возможная поверхность сдвига; 3 - нагрузка на поверхность грунта

2.Расчет устойчивости сооружений при вращательном перемещении сдвигаемого массивагрунта вместе с сооружением (черт. 2) следует выполнять, принимая в условии (3):

                                                  (4)

                                   (5)

где Мt -  суммамоментов сил, вызывающих сдвиг сооружения относительно выбранного центракруглоцилиндрической поверхности;

Мr -   сумма моментов сил,удерживающих сооружение от сдвига относительно выбранного центракруглоцилиндрической поверхности;

Gi -    вес io вертикальногоэлемента, на которые условно разделен сдвигаемый массив грунта, с учетомвертикальных составляющих нагрузок на его поверхности:

 - угол между вертикалью ирадиусом r, проведеннымк середине основания i-гo элемента ();

ai- расстояние погоризонтали от центра круглоцилиндрической поверхности до середины i-го элемента (принимается со знаком«минус» для элементов, расположенных слева от вертикали, проходящей через центркругло-цилиндрической поверхности);

 - сумма моментов от горизонтальных составляющихдлительных временных и одной из кратковременных нагрузок, приложенныхнепосредственно к сооружению и вызывающих его сдвиг относительно выбранногоцентра круглоцилиндрической поверхности ();

Th -  равнодействующая горизонтальных составляющихдлительных временных и одной из кратковременных нагрузок, приложенныхнепосредственно к сооружению;

at -   плечо равнодействующей Th относительно центракруглоцилиндрической поверхности;

li - длина дуги в основании i-го элемента;

Rg- сумма силсопротивления конструктивных элементов (анкера, сваи, шпунта и т. п.) сдвигу,перпендикулярная радиусу r;

n - количество элементов.

При определении Fи R следует принимать коэффициенты надежности по нагрузке, грунту иматериалу равными единице.

Черт. 2. К расчету общейустойчивости по схеме глубинного сдвига при вращательном перемещениисдвигаемого массива грунта вместе с сооружением

1,2, 3 - то же, чтона черт. 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 9
Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНТАКТНЫХНАПРЯЖЕНИЙ МЕТОДОМ ВНЕЦЕНТРЕННОГО СЖАТИЯ

По методу внецентренногосжатия нормальные и касательные контактные напряжения при неплоской подошвесооружения определяются по формулам:

                                                            (1)

                                                           (2)

где N- равнодействующаясил, приложенных к сооружению;

M = Ne - момент этой силыотносительно центра тяжести подошвы (см. чертеж);

A,I0 - площадь подошвы и ее центральный момент инерции;

r- радиус-векторрассматриваемой точки К подошвыотносительно центра 0;

 - угол между направлением равнодействующей N и нормалью к подошве в точке К;

 - угол между нормалями кподошве в точке К и к радиусу-векторуэтой точки.

При плоской подошве сооруженияконтактные напряжения определяются по формулам:

;                                                      (3)

                                                          (4)

где x - расстояние от рассматриваемой точки до центра тяжести подошвы;

Iy - момент инерции площадиподошвы.

Схема к определениюнормальных и касательных контактных напряжений при ломаной подошве сооружения

ПРИЛОЖЕНИЕ 10
Обязательное

ОПРЕДЕЛЕНИЕКОНТАКТНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ДЛЯ СООРУЖЕНИЙ НА ОДНОРОДНЫХ ПЕСЧАНЫХ ОСНОВАНИЯХ МЕТОДОМЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЭПЮР

Нормальные контактныенапряжения методом экспериментальных эпюр определяются:

а) в случае, когдаравнодействующая всех внешних сил Рпроходит через центр подошвы сооружения, - по формуле

                                                                 (1)

где  - нормальное контактное напряжение вточке, находящейся на расстоянии х отцентра подошвы сооружения;

 -относительноенормальное контактное напряжение в соответствующей точке, определяемое по табл. 1 взависимости от  (ниже уровня водыудельный вес грунта следует принимать с учетом взвешивающего действия воды);

 -   среднее нормальное контактное напряжение по подошве сооружения ();

б) в случае внецентренногоприложения к основанию равнодействующей внешних сил и отсутствия растягивающихнапряжений по контакту подошвы фундамента с основанием при  - по формуле

                                                    (2)

где , x -то же, что в формуле (1);

ep- эксцентриситетприложения нагрузки, нормальной к плоскости подошвы сооружения;

mk- коэффициент,определяемый по табл. 2.

Примечание. Приподстановке в формулу (2) ep и х следует учитывать их знак относительноначала координат, принимаемого в центре подошвы сооружения.

Таблица 1

Значения

 при , равном

0,5

1

2

4

6

8

10

0

1,18

1,22

1,28

1,34

1,38

1,40

1,42

0,1

1,17

1,21

1,27

1,32

1,36

1,38

1,40

0,2

1,16

1,20

1,25

1,29

1,33

1,35

1,36

0,3

1,14

1,17

1,20

1,24

1,27

1,29

1,30

0,4

1,11

1,14

1,15

1,18

1,20

1,22

1,23

0,5

1,08

1,09

1,09

1,10

1,11

1,12

1,12

0,6

1,03

1,02

1,01

1,00

0,99

0,98

0,98

0,7

0,98

0,95

0,91

0,87

0,85

0,83

0,82

0,8

0,92

0,87

0,80

0,74

0,70

0,67

0,65

0,9

0,82

0,74

0,68

0,59

0,50

0,46

0,43

1,0

0

0

0

0

0

0

0

Таблица 2

Значения коэффициента mk

Число моделирования

0,5

1

2

4

6

8

10

Коэффициент mk

1,221

1,296

1,345

1,402

1,464

1,501

1,628

ПРИЛОЖЕНИЕ 11
Обязательное

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСАДКИОСНОВАНИЯ МЕТОДОМ ПОСЛОЙНОГО СУММИРОВАНИЯ

1.Осадка основания определяется методом послойного суммирования в соответствии с п. 7.7.Дополнительные вертикальные напряжения в середине i-го слоя грунта принимаютсяравными полусумме указанных напряжений на верхней zi-1 и нижней ziграницах слоя.

2.Значение дополнительного вертикального напряжения на глубине zi основанияот нагрузок р и пригрузок q определяется по формуле

,

где р - среднее фактическое вертикальноедавление на грунт по подошве фундамента;

 - коэффициент, учитывающий изменение по глубине дополнительногодавления в грунте и принимаемый по таблице для прямоугольной формы подошвы взависимости от относительной глубины  и отношения сторон , для круглой- от отношения

 - коэффициент, определяемый дляпрямоугольной пригрузки по чертежу а, а для треугольной - по чертежу б.

Допускается пригрузкуаппроксимировать прямоугольной, треугольной или трапецеидальной эпюрой в зависимостиот формы засыпаемого котлована. В последнем случае осадки складываются изопределенных для прямоугольной и треугольной нагрузок.

Значениякоэффициента

 

Круглые фундаменты

Прямоугольные фундаменты с отношением сторон , равным

1

1,4

1,8

2,4

3,2

5

10

0,0

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

0,4

0,949

0,960

0,972

0,975

0,976

0,977

0,977

0,977

0,8

0,756

0,800

0,848

0,866

0,875

0,879

0,881

0,881

1,2

0,547

0,606

0,682

0,717

0,740

0,749

0,754

0,775

1,6

0,390

0,449

0,532

0,578

0,612

0,630

0,639

0,642

2,0

0,285

0,336

0,414

0,463

0,505

0,529

0,545

0,550

2,4

0,214

0,257

0,325

0,374

0,419

0,449

0,470

0,477

2,8

0,165

0,201

0,260

0,304

0,350

0,383

0,410

0,420

3,2

0,130

0,160

0,210

0,251

0,294

0,329

0,360

0,374

3,6

0,106

0,130

0,173

0,209

0,250

0,285

0,320

0,337

4,0

0,087

0,108

0,145

0,176

0,214

0,248

0,285

0,306

4,4

0,073

0,091

0,122

0,150

0,185

0,218

0,256

0,280

4,8

0,062

0,077

0,105

0,130

0,161

0,192

0,230

0,258

5,2

0,052

0,066

0,091

0,112

0,141

0,170

0,208

0,239

5,6

0,046

0,058

0,079

0,099

0,124

0,152

0,189

0,223

6,0

0,040

0,051

0,070

0,087

0,110

0,136

0,172

0,208

Примечание. При определении дополнительных вертикальных напряжений на глубине zi от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через угловую точку прямоугольного фундамента, значения коэффициентов  умножаются на 0,25.

Графики для определения коэффициента

a - для прямоугольной пригрузки; б - для треугольной пригрузки

ПРИЛОЖЕНИЕ 12
Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕОСАДКИ ОСНОВАНИЯ ПРИ СРЕДНЕМ ДАВЛЕНИИ ПОД ПОДОШВОЙ СООРУЖЕНИЯ, ПРЕВЫШАЮЩЕМ РАСЧЕТНОЕСОПРОТИВЛЕНИЕ ГРУНТА

Осадка основания при среднемдавлении под подошвой сооружения р, превышающем расчетное сопротивлениегрунта основания, определяется по формуле

где Кp -   коэффициент увеличения осадки при учете областей пластическихдеформаций, определяемый для однородного в пределах сжимаемой толщи грунта Нс при ширине сооружения  м и  по чертежу, в другихслучаях - по результатам специальных исследований;

s - осадка, определяемая по указаниям п. 7.7 иобязательного приложения 11.

График для определениякоэффициента Kp

ПРИЛОЖЕНИЕ 13
Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИПЕРВИЧНОЙ КОНСОЛИДАЦИИ ГРУНТА

Степень первичнойконсолидации грунта U1 в расчетный момент времениот начала роста нагрузки определяется по чертежу, где  - коэффициент степениконсолидации ();  - время ростанагрузки; h0 - расчетная толщина слоя, определяемая по п. 3.5;  - коэффициентконсолидации грунта в вертикальном направлении.

В случае мгновенногоприложения нагрузки степень первичной консолидации определяется по чертежу для  = 0,01 и

График зависимости степениконсолидации U1 от  - для различныхзначений

ПРИЛОЖЕНИЕ 14
Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕКОНЕЧНЫХ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ГРАВИТАЦИОННЫХ СООРУЖЕНИЙ С ГОРИЗОНТАЛЬНОЙПОДОШВОЙ НА НЕСКАЛЬНЫХ ОСНОВАНИЯХ

1.Смещение сооружения определяется по формуле

                                                       (1)

где Q - суммарная горизонтальная нагрузка на 1 м длины сооружения (черт. 1);

n - число слоев грунта впределах смещаемой толщи Hdis;

Ф -  коэффициент,определяемый по черт. 2 в зависимости от отношенияглубины залегания  подошвы i-го слоя грунта к полуширинесооружения b/2;

 - модуль деформациисмещаемого слоя грунта.

Черт. 1. Cxемы к определениюгоризонтальных смещений сооружений

а - при однородном основании; б - при горизонтально-слоистомосновании; Q - горизонтальная сила;  - модули деформации смещаемых слоев; Hdis - расчетнаятолщина смещаемого слоя

Черт. 2.График для определения коэффициента Ф

2.В суммарную горизонтальную нагрузку Qследует включать все силы, действующие на сооружение в направлении сдвига, завычетом сил отпора, принимаемых равными давлению грунта в состоянии покоя.

3.Модуль деформации грунта в смещаемом слое  принимается равным 1,2 - для глинистых грунтов и 1,5 - для песчаных грунтов, где  - то же, что вобязательном приложении3.

4. Расчетнаяглубина смещаемой толщи Hdis принимается равной:

,                                                  (2)

где  - глубина сжимаемой толщи,определяемая в соответствии с п. 7.9.

ПРИЛОЖЕНИЕ 15
Рекомендуемое

РАСЧЕТСУММАРНОЙ ОСАДКИ ПЛОТИН ИЗ ГРУНТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

При расчете суммарной осадкиs плотины из грунтовыхматериалов тело плотины делится на п элементарных слоев. Значения осадки s на момент времени t нарассматриваемой вертикали определяется по формуле

                                                                                         (1)

где i - номер элементарного слоя, считая снизу вверх;

n - число слоев;

 - толщина i-го слоя;

H - высота плотины;

 - начальныйкоэффициент пористости i-го слоя;

 -  коэффициент пористости i-го слоя в момент времени t,определяемый по компрессионной кривой в зависимости от

 - эффективное вертикальное напряжение в скелете грунта в середине i-го слоя в момент времени t;

 - полное вертикальное напряжение в середине i-го слоя в момент времени t, принимаемое равным весувышеуложенного грунта ;

 - поровое давление в той же точке в момент времени t, определяемое методами теорииконсолидации;

 -   удельный вес грунта тела плотины с учетом водонасыщения;

h -   расстояние по вертикали от рассматриваемой точки до внешнегоконтура тела плотины или поверхности воды в водохранилище.

ПРИЛОЖЕНИЕ 16
Справочное

ОСНОВНЫЕБУКВЕННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Коэффициентынадежности

 - коэффициент условий работы;

 - коэффициент надежности погрунту;

 - коэффициент надежности постепени ответственности сооружения;

 - коэффициент сочетаниянагрузок;

 - коэффициент условий работы, учитывающий зависимость реактивногодавления грунта с низовой стороны сооружения от горизонтального смещениясооружения при потере им устойчивости.

Характеристикигрунтов

Xn -нормативное значение характеристики;

Х - расчетное значение;

 - доверительная вероятностьрасчетных значений;

 - плотность;

 - плотность в сухомсостоянии;

 - плотность частиц;

IL - показатель текучести;

 - удельный вес;

е - коэффициент пористости;

a- коэффициентуплотнения;

с - удельное сцепление;

 - угол внутреннего трения;

Е - модуль деформации;

v- коэффициентпоперечной деформации (Пуассона);

k- коэффициентфильтрации;

 - коэффициентконсолидации;

 - коэффициент степени консолидации;

U1 - степень первичнойконсолидации;

U2- степеньвторичной консолидации;

 - коэффициенты упругойи гравитационной водоотдачи;

 - параметрыползучести;

q- коэффициентводопоглощения;

 - градиенты напорасоответственно критический и действующий;

 - критическая и действующая скоростифильтрации;

 - показатель гибкости фундамента;

 - предел прочности наодноосное сжатие отдельности (массива) скальных грунтов;

 - предел прочности на одноосное растяжениеотдельности (массива) скальных грунтов;

 - предел прочности на смятие массиваскального грунта;

 - скорости распространения продольныхи поперечных волн в скальном массиве.

Нагрузки,напряжения, сопротивления

F - обобщенная расчетнаясдвигающая сила;

R- обобщеннаярасчетная сила предельного сопротивления грунта;

 - расчетное значение предельногосопротивления при плоском сдвиге;

 - расчетные силы сопротивления свай,анкеров;

 - расчетная сила предельного сопротивления на участке сдвига свыпором;

 - расчетное значениегоризонтальных составляющих пассивного давления грунта с низовой сторонысооружения;

 - расчетное значениегоризонтальных составляющих активного давления грунта с верховой сторонысооружения;

Ф - суммарная фильтрационная сила;

q- равномернораспределенная вертикальная пригрузка;

 - нормальное напряжение;

 - касательноенапряжение;

u - избыточное давление впоровой воде;

 - вертикальное нормальноенапряжение;

 - то же, от собственного весагрунта;

 - то же, дополнительное отвнешней нагрузки;

 - число моделирования.

Деформацииоснований и сооружений

S - совместная деформацияоснования и сооружения;

Su- предельноезначение совместной деформации основания и сооружения;

St- нестабилизированнаясовместная деформация основания и сооружения;

s, и,i- соответственноосадка, горизонтальное перемещение и крен сооружения.

Геометрическиехарактеристики

l - длина сооружения;

b - ширина сооружения;

h- высотасооружения;

А - площадь подошвы сооружения;

е - эксцентриситет;

r- радиус;

h - толщина слоя грунта;

 - высота консолидируемого слоя;

Нc - глубина сжимаемой толщи;

-толщина смещаемого слоя;

 - угол падения трещины;

 - угол простирания трещины;

lj- длинатрещины;

bj- ширинараскрытия трещины.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие положения. 2

2. Номенклатура грунтов оснований и их физико-механические характеристики. 4

Характеристики нескальных грунтов. 6

Характеристики скальных грунтов. 8

3. Расчет устойчивости. 13

Расчет устойчивости сооружений на нескальных основаниях. 14

Расчет устойчивости сооружений на скальных основаниях. 18

4. Фильтрационные расчеты оснований. 20

5. Расчет местной прочности скальных оснований. 22

6. Определение контактных напряжений. 24

Определение контактных напряжений для сооружений на однородных нескальных основаниях. 25

Определение контактных напряжений для сооружений на неоднородных нескальных основаниях. 25

7. Расчет по деформациям оснований сооружений и плотин из грунтовых материалов. 26

Расчет осадок сооружений на нескальных основаниях. 27

Расчет крена сооружений на нескальных основаниях. 28

Расчет горизонтальных перемещений сооружений на нескальных основаниях. 29

Расчет по деформациям плотин из грунтовых материалов. 30

Расчет перемещений бетонных и железобетонных сооружений на скальных основаниях. 31

8. Инженерные мероприятия по обеспечению надежности оснований. 31

Обеспечение сопряжения сооружений с основанием.. 31

Закрепление и уплотнение грунтов оснований. 33

Приложение 1. Классификация массивов скальных грунтов. 34

Приложение 2. Методика определения нормативных и расчетных значений характеристик прочности tg  и с по результатам испытаний методами среза (сдвига) и трехосного сжатия. 35

Приложение 3. Определение модулей деформации оснований для расчета перемещений сооружений. 38

Приложение 5. Расчет устойчивости сооружений на сдвиг по поверхности неоднородного основания. 42

Приложение 6. Расчет устойчивости сооружений при сдвиге с поворотом в плане. 43

Приложение 7. Расчет устойчивости сооружений на нескальных основаниях по схемам смешанного и глубинного сдвигов. 46

Приложение 8. Расчеты устойчивости портовых сооружений. 49

Приложение 9. Определение контактных напряжений методом внецентренного сжатия. 51

Приложение 10. Определение контактных напряжений для сооружений на однородных песчаных основаниях методом экспериментальных эпюр. 52

Приложение 11. Определение осадки основания методом послойного суммирования. 53

Приложение 12. Определение осадки основания при среднем давлении под подошвой сооружения, превышающем расчетное сопротивление грунта. 54

Приложение 13. Определение степени первичной консолидации грунта. 55

Приложение 14. Определение конечных горизонтальных перемещений гравитационных сооружений с горизонтальной подошвой на нескальных основаниях. 55

Приложение 15. Расчет суммарной осадки плотин из грунтовых материалов. 56

Приложение 16. Основные буквенные обозначения. 57

 

Мне нравится
Комментировать Добавить в закладки

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи.

Пожалуйста зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.