Выбор расчетных значений характеристик грунта.

Характеристики грунта в каждой точке площадки, на каждой глубине различные, поэтому для проектирования фундаментов необходимо использовать расчетные, т.е. обобщенные значения этих характеристик. Такие значения устанавливаются не для всей площадки в целом, а для отдельных зон грунта – инженерно-геологических элементов или расчетных грунтовых элементов.

Инженерно-геологическим элементом (ИГЭ) называется некоторый объем грунта одного и того же вида и происхождения, в пределах которого характеристики колеблются в незначительных пределах (коэффициент вариации должен лежать в пределах ±15% для физических свойств, ±30% - для механических).

ИГЭ выделяет изыскатель, который обосновывает свой выбор в отчете по проведенным изысканиям. Каждому ИГЭ присваивается определенный порядковый номер (например, ИГЭ-1, ИГЭ-2 и т.д.).

Иногда на стадии проектирования возникает целесообразность выделять более мелкие или более крупные объемы грунта – расчетные грунтовые элементы. Расчетным грунтовым элементом (РГЭ) называется объем грунта, выделенный по произвольному признаку, удовлетворяющему проектировщика, но этот признак должен быть достаточно стабильным в пределах этого объема (коэффициент вариации выбранного признака может колебаться в таких же пределах, как и при выделении ИГЭ: ±15% для физических свойств, ±30% - для механических). Для выделения грунтов в единый РГЭ не требуется одинаковое происхождение.

Расчетные характеристики грунта устанавливаются для каждого ИГЭ, а при выделении РГЭ – для каждого РГЭ. На разных участках здания или инженерного сооружения фундаменты могут опираться на грунты различных ИГЭ или РГЭ, в связи с чем в расчетах будут использоваться разные характеристики грунтов основания.

Результат конкретного определения характеристик в какой либо конкретной точке грунтового массива называется частным значением. Среднее значения этой характеристики (по ИГЭ или РГЭ) называется нормативным ее значением.

где X_n – нормативное значение характеристики;

n – число определений характеристики;

X_i – частные значения характеристики, получаемые по результатам отдельных i-х опытов.

Расчетное значение (X) представляет результат деления нормативного значения X_n на коэффициент надежности по грунту γ_g, отражающий диапазон колебаний частных значений (X_i), и определяемый путем их статистической обработки.

Диапазон колебаний частных значений X_i оценивается с вероятностью, соответствующей опасности последствий неправильных решений: для расчетов оснований по несущей способности доверительная вероятность (односторонняя) такого диапазона принимается равной 0,95, для расчетов по деформациям – равной 0,85. Иными словами, характеристики грунта, используемые при расчетах несущей способности оснований, должны иметь большие «запасы» надежности, чем соответствующие характеристики, используемые при расчетах деформаций.

При малом числе частных значений нормативные и расчетные значения могут устанавливаться упрощенно, без статистической обработки (например, по минимальным частным значениям или с использованием назначенного без расчета коэффициента надежности и т.д.).

В отчете по изысканиям обычно приводится таблица расчетных характеристик грунтов каждого инженерно-геологического элемента (например, для ИГЭ-1, ИГЭ-2 и т.д.). Проектировщик, нанося контур проектируемого объекта на план участка и на литологический разрез, выясняет, какие ИГЭ попадают под его фундаменты, и использует те характеристики, которые соответствуют этим ИГЭ.