6. Особенности проектирования основании сооружений, возводимых на элювиальных грунтах

6.1(6.1). Основания, сложенные элювиальными грунтами - продуктами выветривания скальных пород, оставшимися на месте своего образования и сохранившими в той или иной степени структуру и текстуру исходных пород, должны проектироваться с учетом:

их значительной неоднородности по глубине и в плане из-за наличия грунтов с большим различием их прочностных и деформационных характеристик - скальных разной степени выветрелости и различных типов нес­кальных грунтов;

склонности к снижению прочности элювиальных грунтов (особенно крупнообломочных и сильновыветрелых скальных) во время их пребывания в открытых котлованах;

возможности перехода в плывунное состояние элювиальных супесей и пылеватых песков в случае их водонасыщения в период устройства котлованов и фундаментов;

возможным наличием просадочных свойств у элювиальных пылеватых песков с коэффициентом пористости е>0,6 и степенью влажности <0,7.

6.2. Исходя из специфических особенностей элювиальных грунтов, обусловленных физическим дроблением продуктов выветривания магматических, метаморфических .и осадочных сцементированных скальных по­род, их минералогическим составом и преобладавшими геохимическими процессами преобразования, профиль коры выветривания может быть представлен сверху вниз следующими зонами: дисперсной, обломочной, глыбовой и трещиноватой.

6.3. Дисперсная зона коры выветривания, в особенности магматичес­ких скальных пород и продуктов их метаморфизма, может быть представлена подзонами глинистых продуктов выветривания (стадия конечного разложения) и песчаных или пылевато-глинистых продуктов (стадия промежуточного разложения). Подзона глинистых продуктов сложена преи­мущественно элювиальными слабо структурными суглинками и реже гли­нами и супесями, которые в значительной степени диспергированы. Подзона песчаных или пылевато-глинистых грунтов сложена элювиальными супесями, реже суглинками, а также песчаными грунтами, в составе которых содержится значительная примесь дресвы и щебня. Элювиальные грунты подзоны песчаных или пылевато-глинистых продуктов выветривания по сравнению с грунтами подзоны глинистых продуктов выветривания обладают повышенными значениями удельного сцепления и углов внутреннего трения и относятся к элювиальным прочно структурным гли­нистым и песчаным грунтам.

6.4. Обломочная зона коры выветривания представлена дресвянистыми, дресвяно-щебенистыми крупнообломочными элювиальными образованиями с песчаным или пылевато-глинистым заполнителем, при этом обломки имеют различную прочность.

6.5. Глыбовая зона коры выветривания залегает в виде трещиноватого массива с наличием бессистемно ориентированных трещин выветривания с мелкообломочным заполнителем или без него. Занимает промежуточное положение между обломочной и трещиноватой зонами; в зависимос­ти от размера и прочности отдельностей может быть представлена как крупнообломочными (глыбовыми), так и полускальными (рухляковыми) элювиальными образованиями.

6.6. Трещиноватая зона коры выветривания представляет сплошной скальный массив в начальной стадии физического выветривания, характеризуется наличием как открытых, так и закрытых трещин отдельностей. Представлена выветрелыми и слабовыветрелыми скальными грунтами, переходящими с глубиной в невыветрелую скалу.

6.7. Разделение коры выветривания па отдельные зоны согласуется с возрастанием по глубине плотности элювиальных образований, уменьшением пористости и трещиноватости, увеличением прочности крупных обломков, отдельностей и выветрелости скального массива в целом.

Верхние зоны выветрелых осадочных метаморфических и отчасти маг­матических пород в отдельных случаях могут быть представлены без четкого разделения смешанными элювиально-делювиальными образованиями в виде пылевато-глинистых грунтов с крупнообломочными включениями и крупнообломочных грунтов с пылевато-глинистым заполнителем.

6.8. Неоднородность оснований из элювиальных грунтов по глубине и в плане устанавливается по данным инженерно-геологических изысканий, которыми должны быть выявлены: генетический вид и петрографический состав исходной скальной породы; структура и профиль коры выветривания, ее трещиноватость, сланцеватость, слоистость, элементы падения и простирания, поверхности скольжения; размеры, форма и количество крупных . включений. Особое значение имеет количественная оценка степени выветрелости, а также характер расположения слоев различной степени выветрелости в структуре коры выветривания, наличие «языков» и «карманов» выветривания в линейных и сложных структурах, неравномер­ность изменения физико-механических свойств и состава по глубине, воз­можность расположения более выветрелых пород под менее выветрелыми.

6.9. Элювиальные глинистые грунты при замачивании их отходами тех­нологического производства способны набухать. В наибольшей степени набухание отмечается при замачивании щелочными растворами, в несколько меньшей степени - кислыми. Элювиальные супеси в маловлажном состоянии могут обладать просадочными свойствами:

6.10. Элювиальные грунты за время пребывания в открытых котлованах подвергаются интенсивному дополнительному (атмосферному) выветриванию. Это приводит к снижению прочностных и деформационных свойств, а также увеличению дисперсности грунтов в верхнем слое. В наибольшей степени ослаблению и дальнейшему разрушению подвержены полускальные и крупнообломочные, а так­же прочно структурные пылевато-глинистые и песчаные грунты. Элювиальные грунты аргиллито-алев­ролитовых осадочных пород недостаточно устойчивы при воздействии во­ды и температуры, причем наибольшему разрушению подвержен элювий аргиллитов. При значительном увлажнении эти виды элювиальных грунтов способны переходить из устойчивого твердого состояния в неустойчивое разжиженное, минуя стадию пластичного состояния.

6.11(6.2). Возможность и степень снижения прочности элювиальных грунтов основания во время пребывания их открытыми в котлованах дол­жны устанавливаться опытным путем в полевых условиях. Допускается проводить определения в лабораторных условиях на специально отобранных образцах (монолитах) грунта.

Для предварительной оценки возможного снижения прочности элювиальных грунтов допускаются косвенные методы, учитывающие изменение в течение заданного периода времени: плотности скальных грунтов; удель­ного сопротивления пенетрации пылевато-глинистых грунтов; содержания частиц размером менее 0,1 мм в песчаных и менее 2 мм в крупнообломо­чных грунтах.

6.12. Оценка стойкости элювиальных грунтов к дополнительному (ат­мосферному) выветриванию, устанавливающая возможность и степень снижения их прочности, в открытых котлованах за ожидаемый период вре­мени t (годы, месяцы, сутки), производится путем определения:

а) интенсивности (скорости) изменения выбранного параметра степени выветрелости А

(206)

б) степень снижения параметра

(207)

в) общего количественного изменения параметра

(208)

Ожидаемый период пребывания элювиальных грунтов открытыми в разработанных котлованах t, а также интервалы времени , через которые проводят определения количественных значений выбранного параметра степени выветрелости A, устанавливаются исходя из конкретных особенностей района и возможных сроков строительства.

6.13. Количественная оценка снижения прочности элювиальных грунтов различных видов в открытых котлованах производится по изменению их прочностных и деформационных характеристик в период дополнительного выветривания, а качественная оценка - по изменению значений плотности образцов грунта, их водопоглощающей способности, интенсивности распада (дробления) крупных обломков, глыб и массива выветрелой скалы.

Серией испытаний устанавливают также толщину верхнего ослабленного дополнительным выветриванием слоя элювиального грунта, который подлежит механическому уплотнению или удалению с последующим устройством уплотненных грунтовых распределительных подушек.

6.14. Процесс дополнительного выветривания в песчаных и крупнообломочных грунтах (в пределах верхних 0,5-1 м) протекает незатухающе, примерно с одинаковой интенсивностью, а в

сильновыветрелых скальных и пылевато-глинистых элювиальных грунтах отмечается тенденция его замедления. Общее снижение прочности элювиальных грунтов при дополнительном выветривании в открытых котлованах (особенно в выветрелых скальных и пылевато-глинистых грунтах) более интенсивно происходит в начальный 1-2-месячный период с последующей тенденцией к сравнительно равномерному протеканию процесса. Наиболее значительно снижение прочности элювиальных грунтов, включая Сильновыветрелые скальные, проявляется в период промерзания и оттаивания оснований в условиях повышенной влажности.

6.15(6.3). Расчет оснований, сложенных элювиальными грунтами, дол­жен производиться в соответствии с требованиями разд. 2. Если элювиальные грунты являются просадочными, следует учитывать требования разд. 3.

6.16. По содержанию кварца элювиальные грунты магматических пород следует подразделять на две основные группы, образованные при выветривании: кварце содержащих интрузивных кислых (граниты) и средних (диориты, сиениты) пород, а также метаморфических кварце содержащих сланцев; пород, практически не содержащих или содержащих в незначительной степени кварц (условно бескварцевых): интрузивных основных (габбро) и ультраосновных (перидотиты и др.), всех эффузивных, а также метаморфических бескварцевых сланцев.

6.17. Степень выветрелости элювиальных скальных грунтов рекоменду­ется устанавливать путем сопоставления плотности выветрелой породы в условиях природного залегания с плотностью невыветрелой (монолитной) породы. Чем ближе значения и , тем менее выветрена скальная порода. Допускается величину принимать равной плотности частиц скального грунта .

Количественная оценка степени выветрелости скального элю­вия производится по коэффициенту выветрелости , который определяют по формуле

(209)

где - показатель выветрелости.

6.18. Классификация элювиальных скальных грунтов по степени вывет­релости приведена в табл. 113.

Таблица 113

Виды элювиальных	Коэффициент выветрелости сланцев
грунтов по степени выветрелости	магматических и метаморфических	осадочных сцементированных
Невыветрелые	1	1
Слабовыветрелые
Выветрелые
Сильновыветрелые (рухляки)	Менее 0,8	Менее 0,85

Примечание. Наименование элювиальных грунтов по их выветрелос­ти соответствует делению скальных грунтов согласно ГОСТ 25100-82 «Грунты». Классификация» по пределу прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии  невыветрелые - очень прочные и прочные МПа (500 кгс/см²), слабовыветрелые - средней прочности МПа (150 кгс/см²), выветрелые - малопрочные МПа (50 кгс/см²), сильновыветрелые - пониженной и низкой прочности МПа (10 кгс/см²). При весьма низкой прочности МПа Сильновыве­трелые скальные грунты должны быть отнесены к нескальным, которые представлены глыбовыми разновидностями элювиальных крупнообломо­чных грунтов.

6.19. Элювиальные скальные грунты магматических пород характеризуются следующими осреднениями показателями физических свойств и прочности (табл. 114).

Таблица 114

Виды элювиальных	Показатели физических свойств
	плотность в природном залегании  г/см3	коэффициент пористости e	предел прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии  МПа (кгс/см2)	взаимодействие с водой
Слабовыветрелые	Более 2,7	Менее 0,1	Более 15(150)	Неразмягчаемые
Выветрелые				Практически неразмягчаемые
Сильновыветрелые		Более 0,2	Менее 50(50)	Размягчаемые

Таблица 115

	Значения , МПа (кгс/см2), для скальных грунтов
Степень выветрелости	Аргиллито-алевролитового типа	песчаников с преобладанием цемента
		глинистого	карбонатного
	20(200)-12(120) 30(300)-15(150)	55(550)-30(300) 85(850)-50(500)	95(950)-50(500) 130(1300)-80(800)
	12(120)-4(40) 15(150)-10(100)	27(270)-15(150) 50(500)-30(300)	50(500)-30(300) 80(800)-50(500)
	8(80)-5(50) 10(100)-7(70)	10(100)-7,5(75) 30(300)-20(200)	20(200)-10(100) 50(500)-35(350)
	5(50)-2,5(25) 7(70)-5(50)	7,5(75)-5(50) 20(200)-12,5(125)	10(100)-5(50) 35(350)-20(200)
Менее 0,8	Менее 2(20) Менее 3(30)	Менее 5(50) Менее 10(100)	Менее 5(50) Менее 10(100)

Примечание. В табл. 115 значения предела прочности на одноосное сжатие образцов приведены в виде дроби: над чертой - в водонасыще­нном состоянии, под чертой - природной влажности.

6.20. Для предварительной оценки оснований из элювиальных осадочных сцементированных скальных грунтов аргиллито-алевролитового типа и песчаников рекомендуется использовать установленную корреляционную зависимость между степенью выветрелости  и пределом прочности на одноосное сжатие (табл. 115).

Примечание. Для слабовыветрелых скальных грунтов магматических пород допускается использовать данные табл. 115, при этом для кварце содержащих пород значения следует принимать как для песчаников, а для бескварцевых - как для грунтов аргиллито-алевроли­тового типа.

6.21. Для предварительной оценки оснований .из элювиальных выветрелых и сильновыветрелых скальных грунтов магматических пород, указанных в п. 6.16 двух основных по содержанию кварца групп, ре­комендуется использовать представленную на рис. 67 корреляционную зависимость между плотностью в условиях природного залегания и пределом прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии .

Рис. 67. Зависимость прочности выветрелых скальных грунтов,