Розрахунок підстав за граничними станами вимагає знання комплексу фізико-механічних характеристик ґрунтів, які визначаються в процесі інженерно-геологічних досліджень майданчика будівництва для всіх шарів грунту в межах стиснутої толщі.К таких характеристик відносяться.
1. Питома вага γ.
2. Питома вага матеріалу часток грунту γуд, який змінюється в досить вузьких межах і в розрахунках може прийматися рівним: для пісків - 2,65, для суглинків - 2,70 і для глин - 2,75 т / м3.
3. Питома вага скелета грунту γск.
4. Коефіцієнт пористості ε.
5. Вагова вологість W і ступінь вологості G.
Величини ε, W і G є взаємопов'язаними. Ця взаємопов'язаність, а також фізичний зміст окремих характеристик показані на рис. 1. Тут в одиниці об'єму грунту V виділені тверда, рідка і газоподібна складові з їх обсягами Vпор і Vск і вагами Qв і Qск і наведені формули для визначення коефіцієнта пористості ε, ваговій вологості W і ступеня вологості G.
6. Консистенція, яка змінюється зі зміною вологості. Залежно від консистенції глинисті грунти знаходяться в твердому, пластичному або текучому стані. Кордонів переходу від одного стану до іншого, або, як кажуть, від однієї консистенції до іншої, відповідають певні вагові вологості. Тверду консистенцію від пластичної відокремлює межа розкочування Wp, або межа пластичності, а пластичну від текучої - межа плинності WТ.
Діапазон вагових влажностей, в межах якого грунт знаходиться в пластичному стані, т. Е. Різницю між WТ і Wp, називається числом пластичності Wn.
Глинисті грунти досить різноманітні як за складом, так і за фізичним станом; на рис. 2 приведена різновид їх в залежності від консистенції і числа пластичності.
7. Щільність грунтів, яка визначається в залежності від коефіцієнта пористості ε і ступеня вологості G.
8. Стисливість грунту, яка характеризується модулем деформації Е, який є коефіцієнтом пропорційності в лінійної залежності між навантаженням на грунт і його деформацією (пружною і залишкової). Для різних грунтів значення Е коливається в більшості випадків від 50 до 500 кг / см2.
Модуль деформації повинен визначатися за даними польових випробувань штампами, так як значення Е, за даними лабораторних компресійних випробувань, виходять значно заниженими.
9. Кут внутрішнього тертя φ і питоме зчеплення грунту з, що характеризують опір грунту зрушенню.
Перераховані вище характеристики визначаються для всіх верств і видів грунтів в межах стиснутої товщі, нижня межа якої при фактично застосовуваних в практиці масового промислового будівництва розмірах фундаментів знаходиться на 5 - 10 м нижче підошви фундаменту.
Буріння свердловин для дослідження грунтів проводиться на глибину 3 - 4 м, що перевищує нижню межу стисливої товщі. Таким чином, загальна глибина свердловин від природного рівня грунту з урахуванням глибини закладення фундаментів становитиме 12 - 16 м, що необхідно мати на увазі при складанні програми геологічних вишукувань.
У табл. 1 (табл. 13 СНиП) наведені нормативні та розрахункові характеристики піщаних і глинистих ґрунтів. Слід мати на увазі, що таблиця складена для певних типів ґрунтів. Крім того, глинисті грунти при одному і тому ж значенні коефіцієнта пористості е і вологості на межі розкочування Wp можуть мати різну стисливість (модуль деформації Е) в силу ряду факторів, не врахованих при складанні таблиці; тому при проектуванні потрібно користуватися характеристиками, отриманими на основі досліджень грунтів майданчика будівництва.
Дані таблиці рекомендуються при проектуванні основ і фундаментів будівель на стадії проектного завдання, коли інженерно-геологічні вишукування проведені недостатньо докладно.
