Потенциально ожижаемые грунты

(1)Р Понижение прочности на сдвиг и/или жесткости, вызванное увеличением давления поровой воды в насыщенных несвязных материалах в процессе таких колебаний грунта при землетрясении, которые приводят к значительным остаточным деформациям или даже к состоянию почти нулевого эффективного напряжения в грунте, далее именуется ожижением.

(2)Р Оценка склонности к ожижению должна производиться, если грунты основания содержат
протяженные слои или толстые линзы рыхлого песка, содержащие или не содержащие мелкие фракции ила/глины, ниже уровня водного зеркала, а также если уровень водного зеркала находится близко
к поверхности грунта. Эта оценка должна выполняться в условиях площадки в свободном поле (высота поверхности грунта, высота водного зеркала), действующих в течение срока службы конструкции.

(3)Р Необходимые для этого исследования должны как минимум включать в себя проведение стандартных испытаний на погружение (SPT) на месте или испытаний на погружение конуса (CPT), а также определение кривых распределения размера зерна в лаборатории.

(4)Р Для стандартных испытаний на погружение измеренные значения количества ударов N_SPT, выраженные в ударах/30 см, должны быть нормированы по номинальному давлению налегающих пород 100 кПа и по отношению энергии удара к теоретической энергии свободного падения 0,6. Для глубин менее 3 м измеренные значения N_SPT следует уменьшить на 25 %.

(5) Нормирование по отношению к эффектам налегающих пород может быть выполнено путем умножения измеренного значения N_SPT на коэффициент (100/s¢_vo)^1/2, где s¢_vo (кПа) — эффективное давление налегающих пород, действующее на глубине, на которой выполнялось измерение при стандартных испытаниях на погружение, во время его проведения. Значение нормирующего коэффициента (100/s¢_vo)^1/2 должно быть не менее 0,5, но не более 2.

(6) Нормирование энергии требует умножения значения количества ударов, полученного в п. (5) данного параграфа, на коэффициент ER/60, где ER — величина, в сто раз превышающая коэффициент использования энергии, характерный для испытательного оборудования.

(7) Для зданий на фундаментах мелкого заложения оценку склонности к ожижению можно не проводить, если насыщенные песчаные грунты обнаруживаются на глубинах более 15 м от поверхности грунта.

(8) Опасностью ожижения можно пренебречь, если a × S < 0,15 и выполняется хотя бы одно из следующих условий:

— пески имеют содержание глины более 20 % с показателем пластичности PI > 10;

— пески имеют содержание ила более 35 %, и, в то же время, значение количества ударов при стандартных испытаниях на погружение, нормированное по эффектам налегающих пород и коэффициенту использования энергии, N₁(60) > 20;

— пески являются чистыми при значении количества ударов при стандартных испытаниях на погружение, нормированном по эффектам налегающих пород и коэффициенту использования энергии, N₁(60) > 30.

(9)Р Если опасностью ожижения нельзя пренебречь ее необходимо как минимум оценить общепринятыми методами инженерной геотехники на основании полевых корреляций между измерениями на месте и критическими циклическими напряжениями сдвига, которые, как установлено, вызвали ожижение во время прошлых землетрясений.

(10) Эмпирические графики ожижения, иллюстрирующие подход полевой корреляции в условиях ровной площадки, применимые к различным типам измерений на месте, приводятся в Приложении В. При этом подходе сейсмическое напряжение сдвига t_e можно оценить по упрощенному выражению:

t_e = 0,65 a × S × s_vo, (4.4)

где s_vo — общее давление налегающих пород, а другие параметры — как в выражениях (4.1) — (4.3).

Это выражение нельзя применять для глубин более 20 м.

(11)Р При использовании подхода полевой корреляции грунт должен считаться склонным к ожижению в условиях ровной площадки, когда вызванное землетрясением напряжение сдвига превышает определенную долю l критического напряжения, которое, как установлено, вызвало ожижение при прошлых землетрясениях.

Примечание — Принятое значение l для использования в данной стране можно найти в ее национальном приложении. Рекомендуемое значение l = 0,8, что соответствует коэффициенту запаса 1,25.

(12)Р Если грунты признаны склонными к ожижению и считается, что возникающие эффекты способны повлиять на несущую способность или устойчивость фундаментов, нужно принять меры к обеспечению устойчивости фундамента, такие как улучшение грунта или забивка свай (для передачи нагрузок слоям, не подверженным ожижению).

(13) Улучшение грунта против ожижения должно заключаться либо в уплотнении грунта для увеличения его сопротивления погружению за пределы опасного диапазона, либо в использовании дренажа для уменьшения чрезмерного давления поровой воды, создаваемого сотрясением грунта.

Примечание — Обоснованность уплотнения главным образом определяется содержанием мелкой фракции и глубиной грунта.

(14) Возможность использования только свайных фундаментов следует рассматривать с осторожностью из-за больших усилий, возникающих в сваях по причине потери поддержки грунта в ожижаемом слое или слоях, а также из-за неизбежных неточностей определения положения и толщины такого слоя или слоев.