где - удельный вес грунта во взвешенном состоянии;

- удельный вес воды;

К - коэффициент бокового давления грунта, может соответствовать активному, пассивному или промежуточному значению;

I - градиент гидравлического напора на отрезке вертикали равном 1 м, 1/м.

Знак "+" в формуле (9.13) соответствует области нисходящей фильтрации, знак "-" - области восходящей фильтрации.

9.26 При выполнении расчетов оснований, сложенных водонасыщенными грунтами в нестабилизированном состоянии, допускается определять величины бокового давления на ограждения котлованов и конструкции подземных частей сооружений, выраженные в полных напряжениях.

В этом случае нормальную составляющую величины активного давления грунта на конструкцию на глубине z допускается определять по формуле

где - прочность грунта при недренированном сдвиге.

Нормальную составляющую величины пассивного давления грунта допускается определять по формуле

9.27 При проектировании подземных частей сооружений I и II уровней ответственности, перекрывающих полностью или частично естественные фильтрационные потоки в грунтовом или скальном массиве, а также изменяющих условия и пути фильтрации подземных вод, следует выполнять прогноз изменений гидрогеологического режима площадки строительства.

Следует учитывать возможность возникновения барражного эффекта, который проявляется в подъеме уровня подземных вод на пути фильтрационного потока перед преградой. При проектировании сооружений должна быть выполнена количественная оценка барражного эффекта и при необходимости разработаны защитные мероприятия для проектируемого сооружения и окружающей застройки.

Прогноз изменений гидрогеологического режима следует выполнять путем математического моделирования фильтрационных процессов численными или аналитическими методами. В качестве исходной информации для разработки геофильтрационной модели следует использовать данные инженерно-геологических изысканий о положении уровня подземных вод на территории, прилегающей к площадке строительства, гидравлических напорах в горизонтах, фильтрационной проницаемости грунтов. Для выполнения указанных исследований необходимо привлекать специализированные организации.

9.28 При проектировании фундаментов и подземных частей сооружений, расположенных ниже пьезометрического уровня подземных вод, необходимо рассчитывать их давление и предусматривать мероприятия, предупреждающие их протечки в котлован, вспучивание дна котлована, всплытие сооружения и т.п.

При заложении фундаментов, а также подземных частей сооружений ниже пьезометрического уровня подземных вод следует учитывать возможные случаи:

заглубление в водоупорный грунт, подстилаемый водоносным слоем с напорными водами, когда возможен прорыв подземных вод в котлован, выпор грунтов основания, подъем полов и т.п.; в этом случае следует предусматривать мероприятия, снижающие напор (например, откачку воды из скважин), или увеличение пригрузки на залегающий в основании грунт;

заглубление в грунт водоносного слоя, когда возможно гидравлическое разрушение, сопровождаемое суффозионным выносом частиц грунта, размывы, коррозия и другие повреждения фундаментов; в этом случае кроме снижения градиента напора может предусматриваться также закрепление грунтов.

9.29 Для исключения возможности прорыва напорными водами вышележащего водоупорного глинистого слоя грунта, подстилаемого слоем грунта с напорными водами, должно выполняться условие

где - удельный вес воды, ;

- расчетная высота напора воды, отсчитываемая от подошвы проверяемого водоупорного слоя до максимального уровня подземных вод, м;

- средневзвешенное расчетное значение удельного веса грунта проверяемого и вышележащих слоев, ;

- расстояние от дна котлована до подошвы проверяемого слоя грунта, м;

- коэффициент надежности по нагрузке.

Если условие формулы (9.16) не удовлетворяется, необходимо предусмотреть в проекте искусственное понижение напора водоносного слоя (принудительная откачка или устройство самоизливающихся скважин). Искусственное снижение напора подземных вод должно быть предусмотрено на срок, в течение которого сооружение приобретет достаточный вес и прочность, обеспечивающие восприятие сил, создаваемых напором подземных вод, но не ранее окончания работ по устройству нулевого цикла и выполнению обратной засыпки грунта в пазухи котлована.

9.30 Для исключения возможности гидравлического разрушения водонасыщенного грунта, сопровождаемого суффозией, при восходящей фильтрации в котловане (см. рисунок 9.3) должно выполняться условие

где I - градиент гидравлического напора в восходящем фильтрационном потоке на выходе в котлован в точке А, расположенной вблизи ПФЗ;

- коэффициент надежности по нагрузке.

9.31 При размещении подземной части сооружения ниже уровня подземных вод в водонасыщенных грунтах должна быть обеспечена устойчивость сооружения против всплытия.

Устойчивость против всплытия обеспечена, если выполняется следующее условие

где - удельный вес воды, ;

- расчетная высота напора воды, отсчитываемая от подошвы подземной части сооружения до максимального уровня подземных вод, м;

А - площадь подземной части сооружения, ;

- сумма нормативных значений постоянных вертикальных удерживающих нагрузок, включая собственный вес несущих конструкций сооружения, кН;

- сумма нормативных значений временных длительных удерживающих вертикальных нагрузок, включая вес полов и перегородок сооружения, грунта обратной засыпки над обрезами фундаментов и над подземной частью сооружения, кН;

- сумма нормативных значений удерживающих вертикальных составляющих сил сопротивления всплытию в основании, включая силы трения, сопротивления свай выдергиванию, натяжения анкеров и др., кН;

, , - коэффициенты надежности по нагрузке.

Если условие формулы (9.18) не удовлетворяется, то, чтобы не допустить разрушение от всплытия сооружения, необходимо применять следующие мероприятия:

увеличение собственного веса сооружения или его пригрузка;

уменьшение поровых давлений под сооружением с помощью устройства дренажа;

закрепление сооружения в нижележащих слоях грунта с помощью анкеров или свай.

9.32 Инъекционные преднапряженные грунтовые анкеры могут применяться для крепления ограждений котлованов или защиты сооружений от всплытия и устраиваться в любых грунтах, за исключением слабых глинистых, просадочных, набухающих, органоминеральных и органических.

Проектирование анкеров должно основываться на результатах статических расчетов системы "конструкция - грунтовый массив", в которых должна быть определена расчетная осевая нагрузка на анкер с учетом требуемого числа ярусов анкеров, их расположения, углов наклона анкеров к горизонту и углов отклонения анкеров в плане от нормали к конструкции.

При проектировании анкеров определяют: число анкеров в ярусе и их шаг;