Номенклатура грунтов оснований и их физико-механические характеристики

2.1. Номенклатуру грунтов оснований гидротехнических сооружений и их физико-механические характеристики следует устанавливать согласно требованиям ГОСТ 25100–82, СНиП 2.02.01–83 и с учетом указаний настоящего раздела.

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

2.2. Инженерно–геологические условия строительства должны конкретизироваться и детализироваться путем построения инженерно-геологических и геомеханических (расчетных или физических) моделей (схем) основания с установлением для различных зон нормативных и расчетных характеристик физико-механических свойств грунтов.

2.3. Для проектирования оснований гидротехнических сооружений в необходимых случаях надлежит определять дополнительно к предусмотренным СНиП 2.02.01–83 следующие физико-механические характеристики грунтов:

коэффициент фильтрации k;

удельное водопоглощение q;

показатели фильтрационной прочности грунтов (местный и осредненный критические градиенты напора и и критические скорости фильтрации ;

коэффициент уплотнения a;

содержание водорастворимых солей;

параметры ползучести и

параметры трещин (модуль трещиноватости М_j, углы падения и простирания , длину , ширину раскрытия );

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

скорости распространения продольных и поперечных волн в массиве;

коэффициент морозного пучения К_h;

удельную нормальную и касательную силы пучения и ;

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

предел прочности отдельности скального грунта на одноосное растяжение R_t;

Таблица 1

	Физико-механические характеристики грунтов
Классификационная характеристика грунтов основания	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 5 МПа (50кгс/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 (50кгс/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 массива скального грунта на смятие ;

то же, на одноосное сжатие ;

то же, на одноосное растяжение ;

коэффициент упругой водоотдачи грунта ;

коэффициент гравитационной водоотдачи грунта ;

сопротивление недренированному сдвигу s_u;

липкость L;

коэффициент трения на контакте сооружения с грунтом tg j_s.

При необходимости должны определяться и другие характеристики грунтов.

Физико-механические характеристики грунта должны определяться для инженерно–геологических элементов основания, которыми могут быть выделенные (при составлении инженерно-геологических моделей, при разработке расчетных схем или геомеханических моделей) квазиоднородные области основания или некоторые квазиоднородные элементы этих областей (например, выделенные области массива скального грунта или отдельности скального грунта, его трещины, контактные поверхности с другими областями основания или сооружения).

Однородность условий определения физико-механических характеристик должна оцениваться на основе анализа инженерно–геологических данных и на основе статистической проверки.

Нормативные и расчетные значения tg , с, R_с, R_t, R_{с, m}, R_{t, m}, R_{cs, m}, E (модуля деформации), (коэффициента поперечной деформации), a, , , , k, q, , , , и должны устанавливаться в соответствии с требованиями настоящих норм, а остальных характеристик – в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01–83 и государственных стандартов на определение соответствующих характеристик.

(Измененная редакция, Изм. № 1)

2.4. Физико-механические характеристики грунтов необходимо определять с целью использования их значений при классификации грунтов основания, при определении с помощью функциональных или корреляционных зависимостей одних показателей через другие и при решении регламентированных п. 1.2 задач проектирования основания.

При классификации грунтов применяются нормативные значения характеристик, при решении задач проектирования – их расчетные значения.

2.5. Нормативные значения характеристик грунтов Х_n должны устанавливаться на основе результатов полевых и лабораторных исследований, проводимых в условиях, максимально приближенных к условиям работы грунта в рассматриваемой системе сооружение – основание. За нормативные значения всех характеристик следует принимать их средние статистические значения.

Расчетные значения характеристик грунтов Х должны определяться по формуле

(1)

где – коэффициент надежности по грунту.

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

2. Расчетные значения характеристик грунтов tg , с, и R для расчетов по предельным состояниям первой группы обозначаются tg , с _I, и R_I, второй группы – tg , с _II, и R_II.

2.5(1). При проектировании системы сооружение-основание следует учитывать возможное изменение фильтрационных характеристик, характеристик прочности и деформируемости грунтов в процессе возведения и эксплуатации сооружения, связанное с ведением строительных работ, изменением гидрогеологического режима, воздействием атмосферных факторов, изменением напряженно-деформированного состояния основания, искусственным регулированием физико-механических характеристик грунтов и реологическими свойствами грунтов.

Для районов распространения вечномерзлых грунтов следует также учитывать изменение температурного режима основания, приводящее к изменению указанных характеристик и теплофизических свойств грунтов.

(Введен дополнительно, Изм. № 1)