12.2.4. Принципы расчета и требования по конструированию сейсмостойких оснований и фундаментов

Обеспечение сейсмостойкости основания включает определение передающихся на фундамент нагрузок и последующий квазистатический расчет на эти нагрузки несущей способности основания и фундамента с учетом сил инерции, возникающих в грунте при сейсмических колебаниях, и их влияния на несущую способность грунта.

Предварительные размеры фундаментов и глубина заложения их подошвы определяются без учета сейсмических воздействий (в соответствии с гл. 5) на основное сочетание нагрузок. Последующее уточнение размеров фундаментов с учетом сейсмических нагрузок осуществляется расчетом несущей способности оснований и фундаментов в соответствии с указаниями данной главы.

Глубина заложения фундаментов при грунтах I и II категории по сейсмическим свойствам (см. табл. 12.7) принимается такой же, как и для несейсмических районов. При грунтах III категории по сейсмическим свойствам рекомендуется принимать специальные меры по устройству надежного основания, в том числе водопонижение и искусственное упрочнение грунтов (уплотнение, химическое закрепление и пр.).

Для зданий повышенной этажности (более 5 этажей) глубину заложения фундаментов рекомендуется увеличивать путем устройства подвальных этажей. Подвалы следует располагать, как правило, под всем отсеком здания. При необходимости устройства подвалов под отдельными частями отсека должно соблюдаться условие симметрии расположения подвалов в плане относительно обеих горизонтальных осей отсека. Переход от подвальной части здания к бесподвальной делается уступами.

Фундаменты здания или его отсека, как правило, должны закладываться на одном уровне. При заложении ленточных фундаментов смежных отсеков на разных отметках переход от более углубленной части к менее углубленной делается уступами. Уступы должны быть не более 1:2, а высота уступа не должна превышать 60 см. Ленточные фундаменты примыкающих частей отсеков должны иметь одинаковое заглубление на протяжении не менее 1 м от шва.

При необходимости заложения на разных уровнях рядом стоящих столбчатых фундаментов следует выполнять условие

где ΔH — разность отметок фундаментов; а — расстояние в плане от ближней границы дна котлована более заглубленного фундамента до края фундамента с меньшей глубиной заложения; ψ — угол сдвига, определяемый но формуле

здесь φ — расчетное значение угла внутреннего трения грунта; Δφ — условное уменьшение φ, учитывающее действие сил инерции грунта и принимаемое; при сейсмичности 7 баллов Δφ = 2°, 8 баллов Δφ = 4° и 9 баллов Δφ = 7°; с — расчетное значение удельного сцепления грунта; р — среднее давление под подошвой расположенного выше фундамента при особом сочетании нагрузок.

Столбчатые фундаменты под колонны, разделенные осадочным швом, должны располагаться на одном уровне.

Все эти рекомендации не распространяются на скальные основания.

Если отдельные фундаменты колонн каркасных зданий не могут воспринимать сдвигающие усилия от сейсмической нагрузки, их необходимо соединять с соседними фундаментами. В качестве таких связей могут быть использованы фундаментные балки, над стыками которых с фундаментами следует укладывать симметрично оси ряда сетки длиной 2 м из арматуры диаметром 8–10 мм с шагом продольных стержней 100 мм и поперечных 200 мм.

Для зданий повышенной этажности (более 5 этажей) на основаниях из нескальных грунтов рекомендуется устраивать фундаменты в виде перекрестных железобетонных лент или сплошной плиты.

В фундаментах и стенах подвалов из крупных блоков должна быть выполнена перевязка кладки в каждом ряду, а также во всех углах и пересечениях. Глубина перевязки блоков принимается не менее 1/3 их высоты. Все вертикальные и горизонтальные швы необходимо тщательно заполнить раствором марки не ниже 25. В зданиях с расчетной сейсмичностью 9 баллов углы и пересечения стен должны быть усилены путем закладки в горизонтальные швы арматурных сеток.

По верху сборных ленточных фундаментов следует укладывать слой раствора марки 100 толщиной не менее 40 мм с продольной арматурой диаметром 10 мм в количестве, зависящем от расчетной сейсмичности: при 7 баллах — три стержня, при 8 баллах — четыре стержня и при 9 баллах — шесть стержней (или эквивалентное им по сечению число стержней других диаметров). Через 300– 400 мм продольные стержни должны быть связаны поперечными стержнями диаметром 6 мм.

На скальных грунтах для зданий с расчетной сейсмичностью 7 и 8 баллов не требуется выполнения дополнительных конструктивных мероприятий по увеличению сейсмостойкости сборных ленточных фундаментов и стен подвалов, за исключением случаев, когда эти мероприятия необходимы по расчету.

Вечномерзлые грунты рекомендуется использовать в качестве основания, как правило, по принципу I согласно СНиП II-18-76. При невозможности (по техническим или иным причинам) использования этих грунтов в качестве основания по принципу I допустимо их использовать по принципу II при условии опирания фундаментов на скальные, крупнообломочные и другие малосжимаемые грунты или на предварительно оттаявшие и при необходимости уплотнение или закрепленные грунты. При использовании в качестве основания пластичномерзлых грунтов их расчетное сопротивление сдвигу по поверхности смерзания с фундаментом и расчетное сопротивление мерзлого грунта под нижним концом сваи или под подошвой столбчатого фундамента вычисляются с учетом понижающего коэффициента условий работы, который, в свою очередь, находят по СНиП II-18-76.