4. Определение глубины сезонного промерзания грунтов. Влияние глубины промерзания на конструкцию фундамента.

Мерзлым грунтом называется грунт, имеющий отрицательную температуру и содержащий лед

Морозным грунтом называется грунт, имеющий отрицательную температуру, но не содержащий льда.

Сезонное промерзание грунтов наблюдается на территории занимающей 40% территории России, на остальной территории вечные мерзлоты.

Глубина сезонного промерзания зависит от вида грунта и от среднезимней температуры.

При промерзании грунтов возникает такое отрицательное явление, как морозное пучение – это увеличение в объеме грунта при его замерзании. Пучение может достигать 10-15%, редко 40%, что часто служит причиной деформации сооружений.

Глубину сезонного промерзания определяют по карте СНиП 2.01.01-82

Влияние глубины промерзания на конструкцию фундамента

_{Глубина заложения фундаментов наружных стен d в зависимости от расчетной глубины промерзания df}

Грунты под подошвой фундаментов до глубины df	Расстояние от поверхности планировки до уровня подземных вод dw, м	Глубина заложения подошвы фундамента d, м
Скальные (медленно выветривающиеся), пески гравелистые, крупные и средней крупности	любое	любая
Пески мелкие и пылеватые, супеси твердые	˃ df + 2	любая
Пески мелкие и пылеватые	≤ df + 2	≥ df
Суглинки и глины полутвердые и твердые	˃ df + 2 ≤ df + 2	≥ 0,5df ≥ df
Супеси пластичные и текучие, суглинки и глины текучие, текуче-, мягко- и тугопластичные	любое	≥ df

d_f = k_nγ_c d_fn, где k_n – коэффициент влияния теплового режима здания на промерзание грунта у наружных стен; γ_c – коэффициент условий работы; d_fn – нормативная глубина промерзания.

Глубина заложения фундаментов внутренних стен зависит от температурного режима здания.

Глубина заложения фундаментов внутренних стен отапливаемых зданий назначают независимо от глубины промерзания. При этом предусматривают меры, исключающие промерзание основания в период возведения здания.

При неотапливаемых зданиях глубина заложения подошвы фундамента для пучинистых грунтов обычно принимается не менее глубины промерзания.

5. Прочностные характеристики грунтов, способы их определения в лабораторных и полевых условиях. Основные закономерности.

Сопротивление сдвигу является показателем прочности грунта, оно обусловлено трением между частицами и структурными связями между ними. Испытания образцов чаще всего проводят в сдвиговых приборах методом прямого плоскостного сдвига. К образцу грунта прикладывают через штамп вертикальную нагрузку N и увеличивают силу Т до тех пор, пока не произойдет срез (скольжение) одной части образца по другой. В результате испытаний нескольких образцов получается зависимость сопротивления сдвигу:

Предельного и нормального напряжения ,

где – площадь образца.

Указанную зависимость принимают линейной (закон Кулона):

, где с – удельное сцепление, для песков с=0; φ-угол внутреннего трения. Сопротивление сдвигу можно исследовать также в трехосном приборе – стабилометр, в котором на цилиндрический образец с помощью жидкости создают боковое давление σ₂ , а осевое напряжение σ₁ увеличивают до тех пор, пока не произойдет разрушение образца. Путем построения касательной к кругам Мора находят зависимость - .

Можно использовать и аналитический метод, приняв где – угол предельного отклонения равнодействующей. Для песков, у кот с=0, . Для пылевато-глинистых грунтов и находят решением системы уравнений, получаемых в результате испытания 2-х образцов;

В практике инженерно-геологических изысканий для оценки прочности грунта широко применяют вращательный срез и статическое зондирование.

В 1 случае в грунт вдавливают и поворачивают вокруг оси 4-хлопастную крыльчатку. Предельное сопротивление сдвигу (без разделения на трение и сцепление) определяют по формуле:

, где – максимальный момент силы, необходимый для поворота крыльчатки в грунте; В – постоянный коэффициент, зависящий от размеров крыльчатки

При статическом зондировании в грунт с помощью гидравлической системы внедряют стандартный конический зонд. По сопротивлению , (N – усилие, необходимое для погружения зонда в грунт; А=10 см² – площадь зонда) с помощью графиков определяют угол внутреннего трения и удельное сцепление.

Для определения характеристик прочности в полевых условиях применяют методы выпи­рания и обрушения грунта в горных выработках. Угол внутреннего трения песчаных грунтов может быть определен с помощью статического и динамического зондирования. Значения ц> и с вычисляют из условий предельного равновесия выпираемого и обрушаемого массива грунта.