12.2. СЕЙСМОСТОЙКОСТЬ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ

12.2.1. Общие положения

Сейсмостойкость сооружений, их фундаментов и оснований оценивается расчетом по первой группе предельных состояний на особое сочетание нагрузок (включая сейсмическое воздействие).

В задачах сейсмостойкости сооружений их основание рассматривается как источник колебаний сооружения и одновременно как один из элементов самого сооружения, прочность которого должна быть обеспечена и при сейсмических нагрузках.

Верхние слои грунта изменяют параметры подходящих из глубин сейсмических волн и тем самым могут изменить интенсивность сейсмических колебаний. Как элемент сооружения грунтовое основание вносит дополнительную податливость по сравнению с расчетной схемой, в которой фундаменты считаются жесткозаделанными, что влияет на частоты и формы собственных колебаний сооружения и как следствие на сейсмические колебания, действующие на сооружения. И наконец, сейсмические нагрузки вместе со статическими от собственного веса должны восприниматься всеми элементами сооружения, в том числе его фундаментами и основанием, без недопустимых разрушений у

12.2.2. Оценка интенсивности сейсмических колебаний в зависимости от грунтовых условий

Балльность строительной площадки определяется по карте сейсмического районирования территории СССР [6] и затем корректируется по данным сейсмического микрорайонирования, проводимого изыскательскими организациями в соответствии с Рекомендациями [1], по картам сейсмического микрорайонирования для тех населенных пунктов, для которых они уже составлены, по ориентировочной табл. 1 СНиП II-7-81, если отсутствуют инструментальные данные.

Сейсмичность площадки в зависимости от категории грунта приведена в табл. 12.7.

Сейсмические воздействия при проектировании учитываются при интенсивности сейсмических колебаний 7, 8 и 9 баллов. При интенсивности более 9 баллов строительство возможно только по разрешению вышестоящих органов в соответствии с утвержденными требованиями.

По сейсмическим свойствам грунты разделяются на три категории:

I категория: скальные грунты всех видов (в том числе вечномерзлые и вечномерзлые оттаявшие); невыветрелые и слабовыветрелые; крупнообломочные грунты плотные маловлажные из магматических пород, содержащие до 30 % песчано-глинистого заполнителя; выветрелые и сильновыветрелые скальные и нескальные твердомерзлые (вечномерзлые) грунты при температуре –2 ºС и ниже при строительстве и эксплуатации по принципу I (сохранение грунтов основания в мерзлом состоянии);

II категория: скальные грунты выветрелые и сильновыветрелые (в том числе, вечномерзлые, кроме отнесенных к I категории); крупно-обломочные грунты (за исключением отнесенных к I категории); пески гравелистые, крупные и средней крупности, плотные и средней плотности маловлажные и влажные; пески мелкие и пылеватые плотные и средней плотности маловлажные; глинистые грунты с показателем текучести I_L ≤ 0,5 при коэффициенте пористости е < 0,9 для глин и суглинков, и e < 0,7 для супесей; вечномерзлые нескальные грунты пластичномерзлые или сыпучемерзлые, а также твердомерзлые при температуре выше –2°С при строительстве и эксплуатации по принципу I;

III категория: пески рыхлые независимо от влажности и крупности; пески гравелистые, крупные и средней крупности плотные и средней плотности водонасыщение; пески мелкие и пылеватые плотные и средней плотности влажные и водонасыщенные; глинистые грунты с показателем текучести I_L > 0,5; глинистые грунты с показателем текучести I_L ≤ 0,5 при коэффициенте пористости е ≥ 0,9 для глин и суглинков и е ≥ 0,7 для супесей; вечномерзлые нескальные грунты при строительстве и эксплуатации по принципу II (допущение оттаивания грунтов основания).

При неоднородном составе грунты площадки строительства относятся к более неблагоприятной категории грунта по сейсмическим свойствам, если в пределах 10-метровой толщи грунта (считая от планировочной отметки) слой, относящийся к этой категории, имеет суммарную толщину более 5 м.

Категорию грунта при прогнозировании подъема уровня подземных вод и обводнения грунтов (в том числе просадочных) в процессе эксплуатации сооружения следует определять в зависимости от свойств грунта (влажности, консистенции) в замоченном состоянии.

Если при строительстве на вечномерзлых нескальных грунтах по принципу II зона оттаивания распространяется до подстилающего талого грунта, то грунты основания не следует рассматривать как вечномерзлые, а учитывать их фактическое состояние после оттаивания.

Для особо ответственных зданий и сооружений, строящихся в районах с сейсмичностью 6 баллов на площадках строительства с грунтами III категории по сейсмическим свойствам, сейсмичность площадки строительства следует принимать равной 7 баллов.

В том случае если данные о консистенции или влажности отсутствуют, глинистые и песчаные грунты при уровне подземных вод выше 5 м относятся к III категории по сейсмическим свойствам.

Для определения интенсивности сейсмических колебаний строительных площадок по табл. 12.8 категория грунта назначается в зависимости от типа грунта и его физических свойств, в частности плотности, влажности, консистенции.

При возможности местного замачивания грунтов в основании здания необходимо учитывать изменения прочностных свойств грунтов, и расчет основания по несущей способности на особое сочетание нагрузок с учетом

сейсмических воздействий производить с использованием характеристик грунта в замоченном состоянии.

Уточнение сейсмичности строительных площадок зданий и сооружений по табл. 12.7 производится без учета глубины заложения и типа фундамента. Устройство свайного фундамента оказывает благоприятное воздействие на сейсмостойкость основания, однако сейсмичность площадки при этом не снижается.

Табл. 12.8 учитывает влияние грунтовых условий в основании здания или сооружения на интенсивность сейсмических колебаний, выражаемую в баллах, но это влияние сказывается также и на частотном составе сейсмических колебаний, передаваемых от грунта зданию или сооружению, и на проявлении их резонансных колебаний, что учтено коэффициентом динамичности β, зависящим от периодов собственных колебаний Т зданий или сооружений (рис. 12.9):

для грунтов I категории

для грунтов II категории

для грунтов III категории

Во всех трех случаях минимальные значения β принимаются равными 0,8.