Дополнительные технические требования

5.2.1. Состав инженерно-геологических изысканий в районах развития набухающих грунтов и общие технические требования к выполнению отдельных видов работ и комплексных исследований следует устанавливать в соответствии с разделом 5 СП 11-105-97 (части I) и настоящим Сводом правил.

5.2.2. Сбору и обработке подлежат материалы изысканий прошлых лет и другие данные об инженерно-геологических и гидрогеологических условиях исследуемого района, в том числе:

сведения об условиях распространения и залегания набухающих грунтов, гидрогеологических и геоморфологических условиях территории (с выделением участков интенсивного увлажнения, а также участков, подвергающихся увлажнению — высушиванию вследствие природных или техногенных колебаний уровней подземных вод), составе и свойствах грунтов;

сведения и данные о развитии и внешних проявлениях набухания (усадки) грунтов — наличие сети трещин усадки на поверхности стенок котлованов и выемок, блоковые отдельности в откосах и на склонах, следы суффозионного выноса глинистых частиц вблизи раскрытых трещин, вспучивание дна котлованов;

сведения и данные об опыте строительства на набухающих грунтах в разных условиях их залегания; об источниках естественного и искусственного обводнения толщ набухающих грунтов (включая утечки из водонесущих коммуникаций);

о состоянии и характере деформаций существующих зданий и сооружений на исследуемой территории.

По результатам сбора и обработки литературных и фондовых материалов рекомендуется составлять схематические карты распространения набухающих грунтов с выделением (по возможности) территорий с предположительно различными по степени набухания разновидностями грунтов.

Если между окончанием изысканий и началом проектирования разрыв во времени составляет более двух лет, возможность использования материалов изысканий прошлых лет требует специального изучения и анализа в связи с возможными изменениями в этот период состояния и свойств набухающих грунтов под воздействием различных факторов, в том числе техногенных. Состав и объем дополнительных изыскательских работ по уточнению материалов инженерно-геологических изысканий в связи с давностью их получения следует устанавливать в результате анализа этих материалов и рекогносцировочного обследования исследуемой территории.

5.2.3. При маршрутных наблюдениях в процессе рекогносцировочного обследования и инженерно-геологической съемки следует фиксировать признаки набухания грунтов, которые проявляются, главным образом, в виде сети трещин на поверхности естественных обнажений и искусственных выемок (стенки котлованов, откосы, вспучивание дна котлованов и пр.). При этом следует определять величину раскрытия, глубину и направление распространения усадочных трещин.

При описании набухающих грунтов в естественных обнажениях и искусственных выемках следует отмечать: цвет и характер его изменения, слоистость, трещиноватость, структурные особенности, характер контактов между отдельными слоями грунтов.

В процессе маршрутных наблюдений следует отмечать выходы источников подземных вод, заболоченность, глубину стояния воды в колодцах в паводки и межень с целью установления распространения, глубины положения зеркала подземных вод и колебаний уровней.

При обследовании состояния существующих зданий и сооружений, деформированных в результате набухания грунтов, следует собирать сведения, характеризующие: конструкцию сооружения; характер вертикальной планировки; систему и состояние ливневой канализации и водонесущих инженерных сетей; экранирование поверхности территории; мероприятия, осуществленные при строительстве для предупреждения набухания; характер и величину деформаций грунтов; зависимость этих деформаций от типа зданий, их этажность и нагрузки на фундаменты; источники замачивания грунта (удаленность, продолжительность и режим замачивания).

5.2.4. Проходка горных выработок в толщах набухающих грунтов должна обеспечивать возможность выявления и описания структурных и текстурных особенностей грунтов, в естественных условиях залегания.

Отбор монолитов грунтов из скважин рекомендуется осуществлять обуривающим способом с предварительной зачисткой забоя скважины.

Для детального изучения строения толщи набухающих грунтов, повышения качества отбора монолитов и надежности характеристик грунтов, определяемых при лабораторных исследованиях, рекомендуется проходка части горных выработок в виде шурфов или дудок, а также расчисток естественных обнажений и искусственных выемок.

Размещение и количество горных выработок определяется требуемой детальностью изучения инженерно-геологических условий исследуемой территории на соответствующем этапе (стадии) разработки предпроектной и проектной документации.

5.2.5. Геофизические исследования, рекомендуемые к применению для изучения толщ набухающих грунтов и происходящих в них процессов, включают, как правило, различные виды электроразведки.

Состав геофизических исследований, объемы работ (сеть, количество точек), тип и размеры применяемых установок следует устанавливать в программе изысканий, исходя из детальности изучения инженерно-геологических условий на соответствующем этапе (стадии) проектирования и особенностей геоэлектрического разреза.

Электроразведочные методы следует применять для выявления и оконтуривания участков утечек воды из подземных коммуникаций при расположении объекта строительства на застроенной территории или в непосредственной близости от нее.

На участках опытных котлованов с замачиванием набухающих грунтов и пунктах испытаний грунтов штампами с длительным замачиванием для определения контура замачивания по площади и по глубине, а также оценки характера его изменения во времени, рекомендуется применять метод вертикального электрического зондирования с охватом прилегающей территории на расстояние не менее двукратной величины мощности набухающей толщи.

5.2.6. Из полевых методов исследований свойств грунтов рекомендуется использовать статическое зондирование и замачивание грунтов в опытных котлованах.

Статическое зондирование грунтов рекомендуется применять для расчленения толщи набухающих грунтов на отдельные слои, характеризующиеся различной прочностью и плотностью и для оценки пространственной изменчивости свойств набухающих грунтов.

5.2.7. Замачивание толщ набухающих грунтов в опытных котлованах рекомендуется проводить на вновь осваиваемых малоизученных территориях массовой застройки при необходимости уточнения относительной деформации набухания при различных давлениях.

Опытные котлованы, в которых предусматривается длительное (в течение 2-3 месяцев) замачивание грунтов, следует сооружать с размерами сторон не менее 8´8 м, с устройством глубинных и поверхностных марок и дренирующих скважин.

Глубинные марки следует закладывать в центре котлована через 1-1,5 м по глубине, на глубину до 5-8 м, поверхностные — по двум взаимно перпендикулярным поперечникам, через 1-2 м в котловане и на расстоянии до 10-15 м за его пределами.

Для уменьшения времени замачивания массива грунта рекомендуется устраивать дренирующие скважины глубиной до 5-6 м, с заполнением их щебнем или крупным песком.

В процессе опытного замачивания следует фиксировать количество заливаемой воды и подъем глубинных и поверхностных марок во времени по результатам их нивелировки, которую следует производить ежедневно в течение первой недели, два раза в неделю — в последующие две недели и далее — один раз в неделю до достижения условной стабилизации процесса набухания.

При замачивании набухающих грунтов рекомендуется определять границы замачивания грунта в плане и по глубине.

После завершения замачивания грунтов следует определять продолжительность проявления набухания (в сутках) и скорость ее развития (см/сутки).

Испытания по замачиванию толщ набухающих грунтов в опытных котлованах рекомендуется выполнять по дополнительно разработанной программе с привлечением специализированной проектной организации, разрабатывающей проект объекта строительства, а при необходимости (значительной неоднородности толщ набухающих грунтов) и специализированной научно-исследовательской организации.

Для наиболее ответственных сооружений рекомендуется проводить испытания опытных фундаментов при обосновании в программе изысканий.

5.2.8. Гидрогеологические исследования при инженерно-геологических изысканиях следует выполнять для определения в полевых условиях водопроницаемости набухающих грунтов в зоне аэрации с целью установления их фильтрационных свойств. Опытно-фильтрационные работы следует осуществлять в соответствии с ГОСТ-23278 методом налива воды в шурф (с двухкольцевым инфильтрометром) на небольших глубинах (до 5-6 м) или наливом воды в скважины (на больших глубинах).

5.2.9. Стационарные наблюдения в районах развития толщ набухающих грунтов рекомендуется осуществлять за режимом подземных вод и за динамикой изменения влажности набухающих грунтов и за их набуханием (усадкой).

Наблюдения за режимом подземных вод следует выполнять в соответствии с рекомендациями по их проведению в обычных условиях с учетом необходимости размещения наблюдательных пунктов на участках существующих техногенных источников замачивания грунтов, а также вблизи водонесущих коммуникаций и проектируемых зданий и сооружений с мокрым технологическим процессом.

Наблюдения за динамикой изменения влажности набухающих грунтов в зоне аэрации (по глубине и во времени) на характерных участках инфильтрации поверхностных вод, вблизи размещения наиболее ответственных зданий и сооружений повышенного уровня ответственности выполняются геофизическими методами и определением влажности в лабораторных условиях по образцам грунтов, отбираемых в различные сезоны года из специально пробуренных для этих целей скважин.

Наблюдения за набуханием (усадкой) грунтов геодезическими методами, с применением поверхностных и глубинных марок выполняются в период строительства и эксплуатации зданий и сооружений.

5.2.10. При лабораторных исследованиях набухающих грунтов, помимо определения физико-механических свойств (природной влажности, плотности, границ текучести и раскатывания, деформируемости, прочности), следует выполнять определения емкости поглощения и состава обменных катионов грунтов, химического состава и концентрации раствора, взаимодействующего с грунтом, а также специфических свойств (по ГОСТ 24143-80): давления набухания , влажности набухания , относительной деформации набухания при заданных давлениях (в том числе при р=0) , относительной деформации усадки , влажности на пределе усадки , при необходимости — горизонтального давления набухания.

Относительную деформацию набухания следует устанавливать испытаниями по схемам «одной кривой» (набухание образцов при замачивании после стабилизации осадки от заданных нагрузок), «двух кривых» (компрессионные испытания двух образцов — природного сложения и влажности и после свободного набухания при замачивании), «обратной кривой» (компрессионное испытание образца с природным сложением и влажностью и его разгрузка ступенями после свободного набухания при замачивании). Замачивание следует осуществлять подземной водой, отобранной на исследуемой площадке (участке), водной вытяжкой или водой питьевого качества. В случаях, определяемых программой изысканий, допускается применение искусственно приготовленных растворов заданного химического состава, а также испытание грунтов в условиях переменного (циклического) увлажнения и высушивания, или испытания на набухание после высушивания образца.

Проведение испытаний следует осуществлять методами, отвечающими условиям работы грунтов в основании зданий и сооружений. Рекомендуется в качестве основной использовать схему «одной кривой», которая наиболее полно отражает условия набухания грунта в реальной обстановке.

При сопоставлении величин свободного набухания, полученных различными методами, при отсутствии результатов параллельных испытаний допускается использовать следующее соотношение:

значения , полученные в приборе Васильева, превышают значения , полученные в компрессионном приборе в 1,5-1,8 раза и значения , полученные в приборе трехосного сжатия, в 2-2,3 раза.

Деформационные и прочностные (методами одноосного среза и трехосного сжатия) характеристики набухающих грунтов в лабораторных условиях следует определять для грунтов природной влажности и в водонасыщенном состоянии после набухания.

При исключении замачивания и набухания толщи грунтов в процессе строительства и эксплуатации зданий и сооружений следует применять метод консолидированного медленного среза образцов грунтов при природной влажности после предварительного уплотнения заданными вертикальными давлениями (определение максимальных значений показателей прочности при наиболее благоприятных условиях). При возможности замачивания толщи набухающих грунтов следует применять метод консолидированного медленного среза образцов грунтов при полном водонасыщении после предварительного набухания при заданном вертикальном давлении (определение максимальных значений прочностных характеристик водонасыщенных грунтов после завершения набухания).

Прочностные характеристики грунтов в процессе их набухания рекомендуется определять методом неконсолидированного быстрого среза на образцах грунтов, приведенных в водонасыщенное состояние без предварительного уплотнения (минимальные значения прочностных характеристик при водонасыщении в наименее благоприятных условиях).

5.2.11. Составление прогноза набухания грунтов следует выполнять в случаях:

инфильтрации производственных или поверхностных вод (особенно, при локальном замачивании);

нарушения природных условий испарения при застройке и асфальтировании территории (экранирование поверхности) и увеличении влажности грунтов, в том числе при повышении уровня подземных вод;

изменения водно-теплового режима за счет сезонных климатических факторов и воздействия тепловых источников.

5.2.12. При камеральной обработке материалов и составлении технического отчета (заключения) о результатах инженерно-геологических изысканий необходимо дополнительно к требованиям нормативных документов для обычных условий приводить прогноз возможных величин набухания грунтов при предполагаемом напряженном состоянии и устанавливать значения специфических характеристик набухающих грунтов в соответствии с п. 5.2.10.