Часть 2
Свод правил
Основания зданий и сооружений
Актуализированная редакция 2.02.01-83*
6.8.9 Расчетное значение силы Frf, кН, для фундаментов, имеющих вертикальные грани, определяют по формуле
Frf
n
R fj Afj , (6.35)
j 1
где Rfj — расчетное сопротивление талых грунтов сдвигу по боковой поверхности фундамента в j-м слое, кПа; допускается применять в соответствии с нормативными документами по проектированию свайных фундаментов;
Afj — площадь вертикальной поверхности сдвига в j-м слое грунта ниже расчетной глубины промерзания, м2;
n — число слоев грунта.
6.8.10 При заложении фундаментов выше расчетной глубины промерзания пучинистых грунтов (малозаглубленные фундаменты) необходимо производить расчет по деформациям морозного пучения грунтов основания с учетом касательных и нормальных сил морозного пучения.
П р и м е ч а н и е — Малозаглубленные фундаменты допускается применять для сооружений III уровня ответственности и малоэтажных зданий (см. раздел 8) при нормативной глубине промерзания не более 1,7 м.
6.8.11 Расчетные деформации морозного пучения грунтов основания, определяемые с учетом нагрузки от сооружения, не должны превышать предельных значений, которые допускается принимать по аналогии с набухающими грунтами (см. приложение Д).
6.8.12 Если расчетные деформации морозного пучения основания малозаглубленных фундаментов больше предельных или устойчивость фундаментов на действие сил морозного пучения недостаточна, то кроме возможности изменения глубины заложения фундаментов следует рассмотреть необходимость применения мероприятий, уменьшающих силы и деформации морозного пучения, а также глубину промерзания (водозащитные, теплозащитные или физико-химические).
Если при применении указанных мероприятий деформации морозного пучения не исключены, следует предусматривать конструктивные мероприятия, назначаемые исходя из расчета фундаментов и конструкций сооружения с учетом возможных деформаций морозного пучения.
При проектировании оснований и фундаментов должны предусматриваться мероприятия, не допускающие увлажнения пучинистых грунтов основания, а также промораживания их в период строительства.
6.8.13 При незапланированной остановке строительства и при консервации сооружений необходимо до наступления зимнего периода выполнить мероприятия по предотвращению деформаций и разрушений, обусловленных процессами сезонного промерзания-оттаивания пучинистых грунтов основания.
6.8.14 Во избежание промерзания грунтов под подошвой фундаментов в подвальных и цокольных этажах недостроенных или построенных зданий без обеспечения теплового контура следует организовать временное отопление этих помещений в зимние месяцы или применение теплоизоляции.
6.8.15 Не допускается укладка фундаментов на промороженный грунт основания без проведения специальных исследований замерзшего грунта. Для предотвращения деформаций и разрушения фундаментов необходимо проводить проверку устойчивости фундаментов на действие касательных и нормальных сил морозного пучения.
При устройстве фундаментов в зимний период для предохранения грунтов от промерзания следует устраивать временные теплоизоляционные покрытия, параметры которых определяются в соответствии с теплотехническим расчетом.
6.9 Закрепленные грунты
6.9.1 Закрепление грунтов производят в целях повышения их прочности и водонепроницаемости в основании вновь строящихся или существующих сооружений. Возможность и способ закрепления грунтов основания существующих сооружений должны устанавливаться с учетом характера деформаций основания и категории технического состояния сооружений (см. приложение Е).
Массивы из закрепленного грунта (закрепленные массивы) могут быть использованы в качестве оснований фундаментов, а также временных и постоянных ограждающих конструкций котлованов, противофильтрационных завес и других заглубленных конструкций.
6.9.2 Для устройства закрепленных массивов грунта в зависимости от их назначения и инженерно-геологических условий применяют следующие способы закрепления:
инъекционный — путем нагнетания в грунт химических или цементационных растворов с помощью погружаемых инъекторов или через скважины (смолизация, силикатизация, цементация);
виброинъекционный — путем нагнетания в грунт химических или цементационных растворов через инъекторы при одновременном воздействии на закрепляемый грунт высокочастотной вибрации (смолизация, силикатизация, цементация);
буросмесительный — путем механического перемешивания грунта с цементным раствором, цементом, известью или другим вяжущим в сухом виде или в виде раствора в процессе бурения без извлечения грунта на поверхность с созданием элементов закрепленного грунта;
струйный («jet grouting») — позволяющий разрушать струей высокого давления грунт в скважине и смешивать его с цементным раствором путем нарушения естественной структуры грунтов с созданием элементов закрепленного грунта, обладающих заданными свойствами или полным замещением грунтов цементным раствором;
термический — путем спекания грунта в скважине высокотемпературными газами или с помощью электронагрева грунта.
Способ закрепления, рецептура растворов и технологические параметры должны обеспечивать необходимые расчетные физико-механические характеристики закрепленного грунта и удовлетворять требованиям по охране окружающей среды.
6.9.3 Инъекционный способ закрепления грунтов при инъекции через скважины и инъекторы следует применять в следующих грунтовых условиях:
силикатизация и смолизация — в песках с коэффициентом фильтрации 0,5 до 80 м/сут;
силикатизация — в просадочных грунтах при коэффициенте фильтрации не менее 0,2 м/сут и степени влажности Sr 0,7;
цементация (цементом общестроительного назначения с удельной поверхностью частиц не более 4×103 см2/г) — в трещиноватых скальных грунтах с удельным водопоглощением не менее 0,01 л/мин·м2, в крупнообломочных грунтах при коэффициенте фильтрации не менее 80 м/сут, а также для заполнения карстовых полостей и закрепления закарстованных пород;
цементация (цементом с высокодисперсным гранулометрическим составом с удельной поверхностью частиц более 1×104 см2/г) — в песках с коэффициентом фильтрации от 0,1 до 80 м/сут.
Виброинъекционная технология (силикатизация, смолизация, цементация) применяется в песках с коэффициентом фильтрации от 0,1 до 80 м/сут.
6.9.4 Буросмесительный способ следует применять для закрепления песков, илов независимо от степени влажности, а также лессовых просадочных грунтов с числом пластичности 0,02 — 0,15 в грунтовых условиях I типа просадочности.
Применение буросмесительного способа закрепления илов допускается для сооружения II уровня ответственности, а для закрепления лессовых просадочных грунтов для сооружений III уровня ответственности.
6.9.5 Струйный способ («jet grouting») предназначен для закрепления песчаных и глинистых грунтов при IL > 0,5, способных под воздействием энергии струи диспергироваться с разрушением структуры и смешиваться с цементным раствором.
6.9.6 Термический способ следует применять для закрепления лессовых просадочных грунтов со степенью влажности Sr 0,5.
6.9.7 Для химического закрепления используют в качестве крепителей водные растворы силиката натрия, акрилаты, лигниты, уретаны карбамидных и других синтетических смол, в качестве отвердителей — неорганические или органические кислоты и соли, а также газы. Для регулирования процессов гелеобразования или предварительной обработки закрепленного грунта применяют рецептурные добавки.
6.9.8 Для цементации грунтов следует применять цементационные растворы: цементные (при необходимости с химическими добавками), цементно-песчаные, цементно-глинистые, цементно-песчано-глинистые и др.), а также поризованные и вспененные растворы.
При наличии агрессивных подземных вод надлежит применять стойкие по отношению к ним цементы.
6.9.9 Рецептуры растворов для инъекционных и буросмесительных способов закрепления грунтов и физико-механические характеристики закрепленных грунтов должны уточняться по результатам их закрепления в лабораторных или полевых условиях.
6.9.10 Форму и размеры закрепленных массивов, а также физико-механические характеристики закрепленных грунтов следует устанавливать исходя из инженерно- геологических и гидрогеологических условий площадки, принятого способа и технологии работ по закреплению грунтов, а также результатов расчета оснований в соответствии с требованиями раздела 5 с учетом взаимодействия закрепленного массива с окружающим грунтом.
При наличии в основании специфических грунтов следует дополнительно учитывать требования раздела 6.
Основания, усиленные отдельными закрепленными массивами (столбами) диаметром от 0,6 до 1,0 м, должны проектироваться в соответствии со СП 24.13330.
Основания, усиленные отдельными закрепленными массивами, создающими эффект армирования грунта, должны проектироваться в соответствии с требованиями раздела 5.
6.9.11 При проектировании закрепления грунтов для выбора способа закрепления, состава раствора и прогнозирования физико-механических свойств закрепленных грунтов следует привлекать специализированные организации.
6.9.12 Материалы инженерно-геологических изысканий и лабораторных исследований помимо характеристик, указанных в 5.1.8, должны содержать данные о гранулометрическом составе и коэффициенте фильтрации грунта, химическом составе водных вытяжек грунтовых вод, а для закрепленных грунтов — прочность на одноосное сжатие Rc, МПа.
6.9.13 Проектом закрепления грунтов должны быть предусмотрены опытно-производственные работы по закреплению. На этапе проектирования назначаются расчетные технологические параметры. Рабочие технологические параметры уточняются по результатам опытно-производственных работ.
6.9.14 Проектирование закрепления грунтов производят в следующей последовательности:
на основании материалов изысканий и лабораторных исследований назначают способ закрепления грунтов, прочностные и деформационные характеристики закрепленного грунта. Допускается значения stb, cstb, Estb закрепляемых песков до получения результатов опытных работ принимать по таблице 6.12 в зависимости от прочности закрепленного грунта на одноосное сжатие Rc;
выбирают конструктивную схему закрепления грунтов основания: а) сплошное закрепление на заданную глубину; б) армирование грунтов основания отдельными опорами из закрепленного грунта; в) комбинированная схема, предусматривающая, например, сверху сплошное закрепление, а ниже — из отдельных опор;
назначают предварительные геометрические размеры закрепленного грунта в плане и по глубине. Минимальный вынос закрепления за контуры фундамента принимают по таблице 6.13 в зависимости от расчетного давления под подошвой фундамента и значения Rc;
производят расчет закрепленного основания по предельным состояниям в соответствии с указаниями раздела 5. По результатам расчета производят корректировку геометрических параметров закрепляемого грунта;
назначают радиус закрепления грунта от инъектора (скважины) в зависимости от коэффициента фильтрации по таблице 6.14;
Т а б л и ц а 6.12
7.12 Несущая способность (устойчивость) основания стоечной опоры считается обеспеченной при соблюдении условия
FH c 2 FHu /
n , (7.7)
где FH — равнодействующая всех расчетных горизонтальных нагрузок, действующих на опору на высоте H над уровнем поверхности грунта, кН;
H=M/FH,
здесь M — расчетный опрокидывающий момент на уровне поверхности грунта с
учетом деформаций основания опоры;
c2 — коэффициент условий работы закрепления, принимаемый по таблице 7.2;
FHu — предельное сопротивление основания от действия силы, приложенной на
высоте Н, определяемое расчетом, кН;
n — коэффициент надежности, принимаемый по 7.10.
Т а б л и ц а 7.2
Окончание таблицы 7.2
8 Особенности проектирования оснований малоэтажных зданий
8.1 Положения раздела распространяются на малоэтажные жилые и общественные здания, производственные сельскохозяйственные здания, гаражи и другие малоэтажные здания и сооружения.
Эти здания могут возводиться на малозаглубленных, устраиваемых в слое сезоннопромерзающего грунта, и незаглубленных фундаментах.
8.2 Рекомендуется применять следующие типы фундаментов:
а) фундаменты на естественном основании (ленточные, столбчатые, плитные, щелевые и др.);
б) фундаменты на локально уплотненных основаниях (в вытрамбованных или выштампованных котлованах, забивные блоки и др.);
в) короткие сваи.
8.3 В зданиях с несущими стенами рекомендуется применять преимущественно фундаменты на естественном основании (ленточные, столбчатые, щелевые и др.). В сложных инженерно-геологических условиях (специфические грунты, высокий уровень подземных вод и др.) могут быть использованы типы фундаментов, указанные в 8.2, б, в.
8.4 В зданиях стоечно-балочной схемы и при безростверковом опирании стен следует применять столбчатые фундаменты (на естественном или локально уплотненном основании) или короткие сваи.
8.5. Для зданий без подвалов рекомендуются малозаглубленные фундаменты. Тип, конструкция малозаглубленного фундамента и способ подготовки его основания зависят от свойств грунтов основания и степени их пучинистости.
8.6. При проектировании малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах, в том числе локально уплотненных, обязательным является расчет их оснований по деформациям пучения (см. подраздел 6.8).
8.7 При строительстве на практически непучинистых грунтах несущие элементы малозаглубленных и незаглубленных фундаментов укладывают на выравнивающую подсыпку из песка, на пучинистых грунтах — на подушку из непучинистого материала (песок гравелистый, крупный или средней крупности, мелкий щебень, котельный шлак и др.). В необходимых случаях для увеличения расчетного сопротивления грунта основания целесообразно предусматривать устройство песчано-щебеночной (песчано- гравийной) подушки (смесь песка крупного или средней крупности — 40 %, щебня или
гравия — 60 %).
8.8 В зависимости от степени пучинистости грунта основания (ГОСТ 25100)
ленточные малозаглубленные фундаменты следует устраивать:
а) на практически непучинистых и слабопучинистых грунтах — из сборных бетонных блоков, укладываемых без соединения между собой;
б) на средне- и сильнопучинистых грунтах — из сборных железобетонных блоков, содержащих выпуски арматуры (выпуски соседних блоков соединяют, стыки замоноличивают бетоном);
в) на чрезмерно пучинистых грунтах — из монолитного железобетона.
8.9 Сборно-монолитные, монолитные фундаменты и ростверки щелевых фундаментов и коротких свай всех стен должны быть жестко связаны между собой и объединены в систему перекрестных лент.
8.10 При строительстве на сильно- и чрезмерно пучинистых грунтах следует производить усиление стен армированными или железобетонными поясами, устраиваемыми в уровне перекрытий и над проемами верхнего этажа.
8.11 Малозаглубленные столбчатые фундаменты на средне-, сильно- и чрезмерно пучинистых грунтах должны быть связаны фундаментными балками, объединенными в единую систему.
8.12 При устройстве столбчатых фундаментов на пучинистых грунтах необходимо предусматривать зазор между нижней гранью фундаментных балок и планировочной поверхностью грунта, величина которого должна быть не менее расчетной деформации пучения (подъема) ненагруженного основания.
8.13 При наличии чрезмерно пучинистых грунтов и значительной чувствительности зданий к неравномерным деформациям рекомендуется строить их на малозаглубленных и незаглубленных монолитных железобетонных плитных фундаментах, под которыми устраивают подушки из непучинистых материалов.
8.14 При вытрамбовывании (выштамповывании) котлованов и забивке блоков рекомендуется использовать фундаменты в форме усеченной пирамиды с углом наклона боковых граней к вертикали 5—10°. Фундаменты указанной конструкции допускается закладывать в сезоннопромерзающем слое грунта.
8.15 Для зданий с несущими стенами рекомендуется применять однорядное расположение забивных блоков и пирамидальных свай с напрягаемой арматурой, а также короткие сваи различных типов и способов изготовления.
9 Особенности проектирования оснований подземных частей сооружений и геотехнический прогноз
9.1 Требования раздела распространяются на вновь возводимые и реконструируемые сооружения с подземной частью, устраиваемую открытым или полузакрытым способом в котловане.
9.2 Проектирование оснований подземных частей сооружений включает помимо требований 5.1.1 обоснованный расчетом выбор:
глубины заложения подземных конструкций;
способа устройства подземных конструкций (в открытом котловане, полузакрытый «сверху вниз», опускной колодец, в насыпи и др.);
заложения откосов неподкрепленных котлованов;
типа, конструкции, материала ограждений котлованов и их креплений;
мероприятий, применяемых для снижения влияния строительства на деформации оснований, фундаментов и надземных конструкций сооружений и инженерных коммуникаций окружающей застройки;
мероприятий, применяемых для минимизации изменений гидрогеологических условий или предотвращения вызванных этим возможных негативных последствий, в том числе для окружающей застройки и экологической среды.
9.3 Программа инженерно-геологических изысканий для проектирования оснований подземных частей сооружений I уровня ответственности должна пройти геотехническую экспертизу в соответствии с указаниями 4.18.
9.4 При проектировании подземных частей сооружений I и II уровней ответственности в котлованах глубиной более 5 м, подкрепленных ограждающими конструкциями, геологические разведочные скважины должны быть размещены по
трассе ограждающих конструкций не реже чем через 20 м. При отсутствии фактической возможности расположения скважин указанным образом, их следует устраивать по сетке не более 20×20 м. Число скважин должно зависеть от категории сложности инженерно-геологических условий и составлять не менее пяти.
Инженерно-геологическое строение площадки должно быть изучено на глубину не менее 1,5Hс + 5 м, где Hс — глубина заложения подошвы ограждающей конструкции, но не менее 10 м от подошвы ограждающей конструкции. На указанную глубину должно быть пройдено не менее 30 % скважин, но не менее трех скважин.
При проектировании подземных частей сооружений в неподкрепленных котлованах глубина разведочных скважин должна составлять не менее 1,5Hк + 5 м, где Hк — глубина котлована.
9.5 Инженерно-геологические изыскания следует выполнять также вне границ площадок строительства в случаях:
необходимости анализа возможности проявления на примыкающей к зоне
строительства территории опасных инженерно-геологических процессов;
определения возможности и целесообразности устройства грунтовых анкеров вне границ площадки строительства, а также последующего выполнения расчетов анкерных конструкций и оценки влияния их устройства на окружающую застройку;
решения вопроса о необходимости закрепления грунтов оснований и усиления фундаментов сооружений окружающей застройки, попадающих в зону влияния нового строительства;
необходимости получения данных для расчета изменения гидрогеологических условий на территории, примыкающей к строительной площадке.
9.6 В процессе инженерных изысканий должны быть выявлены и изучены: тектонические и закарстованные структуры, разрывные и складчатые нарушения; фильтрационные свойства грунтов, необходимые для расчета ожидаемых
водопритоков в котлованы и подземные выработки, величина напора в горизонтах подземных вод, наличие и толщина водоупоров и их устойчивость против прорыва напорных вод;
наличие и распространение грунтов, обладающих плывунными, тиксотропными и суффозионными свойствами и виброползучестью;
наличие и местоположение подземных сооружений, подвалов, тоннелей, инженерных коммуникаций, колодцев, подземных выработок, буровых скважин и пр.;
динамические и вибрационные воздействия от существующих стационарных и временных источников и от транспорта.
9.7. При проектировании оснований подземных частей сооружений I уровня
ответственности и II уровня ответственности при глубине котлована более 5 м дополнительно к предусмотренным в 5.1.8 следует полевыми и лабораторными методами определять следующие физико-механические характеристики дисперсных и скальных грунтов:
модуль деформации Е для первичной ветви нагружения и ветви вторичного (повторного) нагружения Ее (см. 5.5.31), которое следует выполнять для тех же диапазонов напряжений, что и первичное;
коэффициент поперечной деформации v. Для подземных сооружений II уровня ответственности расчетные значения коэффициента vдопускается принимать в соответствии с 5.6.44;
прочностные характеристики: угол внутреннего трения и удельное сцепление с, определяемые для условий, соответствующих всем этапам строительства и эксплуатации подземного сооружения;
предел прочности на одноосное сжатие Rc и модуль деформации E для скальных, искусственно закрепленных и замороженных грунтов;
удельные нормальные и касательные силы морозного пучения σfh,h и fh;
коэффициент фильтрации грунтов;
характеристики трещиноватости массивов скальных грунтов: модуль трещиноватости Mj, показатель качества породы RQD, коэффициент выветрелости Kwr.
При соответствующем обосновании по специальному заданию (например,
специализированной организации, ведущей научно-техническое сопровождение проектирования и строительства согласно 4.16) изысканиями могут определяться и другие физико-механические и классификационные характеристики грунтов и массивов, в том числе:
прочность грунта при недренированном сдвиге cu; коэффициент переуплотнения грунта OCR; параметры ползучести глинистых грунтов;
предел прочности на одноосное растяжение Rt для скальных и искусственно закрепленных грунтов;
классификационные характеристики скальных массивов RMR, Q, GSI.
9.8 При проектировании оснований подземных частей сооружений I уровня ответственности в случае необходимости следует выполнять измерения напряжений в массивах скальных и нескальных грунтов; опытные полевые работы по водопонижению, закреплению и замораживанию грунтов, устройству ПФЗ и «стен в грунте», а также геофизические и прочие исследования.
9.9 Расчеты и проектирование оснований подземных частей сооружений, размещаемых вблизи окружающей застройки, следует выполнять как для обеспечения прочности, надежности и долговечности самого проектируемого сооружения на всех стадиях строительства и эксплуатации, так и для обеспечения прочности, надежности и долговечности существующих сооружений и инженерных коммуникаций, а также сохранения окружающей среды.
9.10 При проектировании оснований подземных частей сооружений следует учитывать их уровень ответственности, а также уровень ответственности сооружений, на которые может оказывать влияние подземное строительство (ГОСТ 27751).
В случае, если в зону влияния проектируемой подземной части сооружения (см. 9.34) попадает сооружение окружающей застройки более высокого уровня ответственности, уровень ответственности проектируемого сооружения должен быть повышен до уровня ответственности сооружения, которое подвергается влиянию проектируемого.
9.11 Нагрузки и воздействия на основания и конструкции подземных частей сооружений должны устанавливаться расчетом, исходя из анализа совместной работы конструкций сооружения и основания, с учетом возможного их изменения на различных стадиях возведения и эксплуатации сооружения.
При определении нагрузок и воздействий на основание и конструкции подземных частей сооружений к постоянным нагрузкам относят:
вес строительных конструкций подземной и надземной частей сооружения;
давление грунтового массива, вмещающего сооружение, и подземных вод при установившейся фильтрации; усилия натяжения постоянных анкеров;
распорные усилия в постоянных конструкциях и пр.
К временным длительным нагрузкам и воздействиям относят:
вес стационарного оборудования; давление подземных вод при неустановившемся режиме фильтрации;
динамические воздействия от эксплуатируемых линий метрополитена, транспортных сооружений или промышленных объектов;
нагрузки от складируемых на поверхности грунта материалов;
температурные технологические воздействия;
усилия натяжения временных анкеров;
распорные усилия во временных конструкциях;
нагрузки, обусловленные изменением влажности, усадкой и ползучестью материалов и пр.
К кратковременным нагрузкам и воздействиям относят:
дополнительное давление грунта, вызванное подвижными нагрузками, расположенными на земной поверхности;
температурно-климатические воздействия и пр. К особым нагрузкам и воздействиям относят:
сейсмические воздействия; воздействия, обусловленные деформациями основания при просадках, набухании и морозном пучении грунтов;
аварийные воздействия (например, при полном водонасыщения грунтов основания за пределами ограждающей конструкции котлована или подземной части сооружения при расположении в зоне влияния строительства водонесущих коммуникаций) и пр.
9.12 Расчеты оснований подземных частей сооружений по первой и второй группам предельных состояний должны выполняться в соответствии с указаниями раздела 5 и включать определения:
несущей способности основания, устойчивости сооружения и его отдельных элементов;
местной прочности скального основания;
устойчивости склонов, примыкающих к сооружению, откосов и ограждающих конструкций котлованов;
нагрузок, передающихся на ограждающие конструкции котлованов и наружные стены подземных частей сооружений;
несущей способности по грунту анкерных конструкций (грунтовых анкеров, анкерных свай и др.);
фильтрационной прочности основания, давления подземных вод на конструкции подземных частей сооружения, устойчивости против всплытия;
фильтрационного расхода при водопонижении;
изменения гидрогеологических условий, вызванных строительством и эксплуатацией сооружения;
деформаций системы «подземная часть сооружения — основание»;
деформаций оснований окружающей застройки.
При проектировании оснований ограждений, устраиваемых способом «стена в грунте», следует выполнять расчет устойчивости стенок траншеи, заполненной тиксотропным раствором.
При проектировании оснований подпорных стен, устраиваемых из отдельно стоящих элементов, следует выполнять расчет прочности основания на продавливание грунта между элементами.
При выполнении расчетов должны учитываться возможные изменения уровней горизонтов подземных вод и пъезометрических напоров, а также физико-механических свойств грунтов с учетом технологических воздействий, промерзания и оттаивания, явлений просадок, пучения, набухания и т.п.
При выполнении расчетов оснований подземных частей сооружений следует учитывать конструктивную нелинейность, связанную с изменением расчетной схемы в процессе строительства, технологические особенности возведения и последовательность строительных операций.
9.13 При выполнении расчетов оснований подземных частей сооружений допускается использование аналитических, численных и других методов.
При выборе метода расчета необходимо пользоваться указаниями 5.1.6.
При использовании численных методов расчетная модель, идеализирующая напряженно-деформированное состояние основания и сооружения, должна отражать основные свойства прототипа, конструктивные особенности сооружения, характер работы основания и схему их взаимодействия.
9.14 При проектировании оснований подземных частей сооружений, устраиваемых с обратной засыпкой грунта, расчетные значения характеристик грунтов обратной засыпки ( ´I, ´I, c´I), уплотненных не менее чем до kсот = 0,95 их плотности в природном состоянии, допускается устанавливать по расчетным характеристикам тех же грунтов в природном состоянии ( I, I, cI), принимая ´I = 0,95 I; ´I = 0,9 I; c´I =
=0,5cI, при этом следует принимать c´I не более 7 кПа.
9.15 При выполнении расчетов оснований подземных частей сооружений следует
определять нормальные и касательные напряжения на контакте «конструкция — грунтовый массив». Величины контактных напряжений требуется определять, рассматривая совместную работу сооружения с основанием.
При определении величин напряжений на контакте следует учитывать историю формирования и существующее напряженно-деформированное состояние грунтового массива, конструктивные особенности сооружения, прочностные и деформационные характеристики грунтов основания и элементов сооружения, технологию и последовательность возведения сооружения.
Следует учитывать, что деформации основания и конструкций на их контакте могут быть не совместны. В расчетах необходимо учитывать возможность отлипания или сдвига на контакте «конструкция – грунт».
9.16 Для проверки возможности сдвига на контакте конструкций с грунтом должны быть определены силы предельного сопротивления сдвигу, которые зависят от характеристик трения и сцепления на контакте.
Силы трения и сцепления на контакте «конструкция — грунтовый массив» должны определяться в зависимости от значений прочностных характеристик грунта, гидрогеологических условий площадки, материала конструкции, технологии ее устройства.
Для нескальных грунтов допускается принимать следующие расчетные значения прочностных характеристик на контакте «конструкция — грунтовый массив»:
удельное сцепление ск = 0;
угол трения грунта по материалу конструкции δ = γкυ, где υ — угол внутреннего
трения грунта, к — коэффициент условий работы, принимаемый по таблице 9.1.
Т а б л и ц а 9.1
9.17 Давление грунта на подпорные стены, ограждения котлованов и наружные стены подземных частей сооружения следует определять в зависимости от величин перемещений и деформаций, реализуемых в результате совместной работы конструкций с грунтовым массивом.
9.18 При определении давления грунта на подпорные стены, ограждения котлованов и стены подземных частей сооружений следует учитывать:
внешние нагрузки и воздействия на грунтовый массив (нагрузки от складируемых материалов, от строительных механизмов, транспортные нагрузки на проезжей части, нагрузки, передаваемые фундаментами сооружений окружающей застройки) и пр.;
наличие существующих подземных и заглубленных сооружений;
наклон граней стены к вертикали;
наклон поверхности грунта, неровности рельефа и отклонение границ инженерно-
геологических элементов от горизонтали;
возможность устройства берм и откосов в котловане в процессе производства работ;
прочностные характеристики на контакте «конструкция — грунтовый массив»;
вертикальные и горизонтальные перемещения конструкции и их направление относительно основания;
деформационные характеристики подпорной конструкции, анкерных и распорных элементов;
последовательность производства работ;
возможность перебора грунта в процессе экскавации;
фильтрационные силы в массиве грунта;
дополнительные давления на подпорные конструкции, вызванные морозным пучением и набуханием грунтов, а также проведением работ по нагнетанию в грунт растворов, тампонажу и пр.;
температурные воздействия;
динамические и вибрационные воздействия и их влияние на статическое давление грунта.
9.19 При определении величин бокового давления грунта на ограждения котлованов и конструкции подземных частей сооружений для выполнения расчетов по первой группе предельных состояний следует использовать значения прочностных характеристик грунтов I , cI , а для выполнения расчетов по второй группе предельных состояний — II, cII. В обоих случаях коэффициент надежности по нагрузке для удельного веса грунта должен приниматься γf(g) =1,0.
9.20 При горизонтальных перемещениях подпорного сооружения или стены
подвала менее 0,0005h, где h — глубина котлована или высота конструкции, давление грунта вычисляется при напряженном состоянии в покое. При определении напряженного состояния основания в покое следует учитывать историю его формирования.
Горизонтальная составляющая эффективного давления грунта в покое на глубине z
определяется по формуле
h;0 (z) = K0[ 'z (z) + zp (z)], (9.1)
где K0 — коэффициент бокового давления грунта в покое;
'z (z) — вертикальное эффективное напряжение от собственного веса грунта на глубине z;
'zp (z) — вертикальное эффективное напряжение на глубине z от поверхностной нагрузки.
Коэффициент бокового давления грунта в покое должен определяться в процессе инженерно-геологических изысканий полевыми методами.
При горизонтальной поверхности грунта коэффициент давления грунта в покое K0
для нормально уплотненных грунтов допускается определять по формуле
K0 = / (1 – ), (9.2)
где — коэффициент поперечной деформации.
Для переуплотненных грунтов допустимо K0 определять по формуле
K 0 (1
sin
) OCR , (9.3)
где OCR — коэффициент переуплотнения грунта.
П р и м е ч а н и я
1 Коэффициент OCR определяется отношением давления, при котором грунт был ранее переуплотнен
(например, ледником), к давлению, действующему в настоящее время.
2 В формуле (9.3) не рекомендуется использовать значения OCR > 2,0.
Если поверхность основания наклонена по отношению к горизонтали под углом β < υ вверх по направлению от ограждения котлована или стены сооружения, то горизонтальную составляющую эффективного давления грунта 'h;0 (z) следует вычислять по формуле (9.1), в которой K0 заменяется коэффициентом К0,β, определяемым по формуле
K0,
K0 (1
sin
) , (9.4)
При этом направление равнодействующей силы бокового давления принимается параллельным поверхности грунта.
9.21. При горизонтальных перемещениях u подпорного сооружения или стены подвала более 0,0005h зависимость величин бокового давления грунта допускается определять в соответствии c кусочно-линейной диаграммой на рисунке 9.1. Знак перемещений считается положительным при перемещении конструкции в направлении грунтового массива.
Предельные величины бокового давления грунта соответствуют активному давлению 'h;a (z) при перемещении конструкции в направлении от грунтового массива и пассивному давлению 'h;p (z) при перемещении в направлении грунтового массива.
Рисунок 9.1 — Зависимость величин бокового давления грунта 'h(z) от горизонтальных перемещений конструкцииu, ua=0,001h, up=(0,01 — 0,02)h
9.22 Величины бокового давления грунта допускается принимать равными 'h;a(z), если величина горизонтального перемещения конструкции в направлении от грунта превышает 0,001h.
Величину эффективного активного давления грунта на конструкцию, вызванного его объемным весом γ, при наличии вертикальной равномерно распределенной нагрузки q, приложенной к поверхности, рекомендуется определять по формуле
нормальная составляющая на глубине z
'h;a (z) = Ka (γ 
z + q) 2c
K a ; (9.5)
касательная составляющая на глубине z (положительна при перемещении грунта вниз относительно конструкции)
τ'a(z) = 'h;a (z) tg δ, (9.6)
где с — удельное сцепление грунта;
γ — удельный вес грунта, принимаемый во взвешенном состоянии для водонасыщенных грунтов;
δ — угол трения грунта по материалу конструкции, определяемый в соответствии с
9.16;
Ka — коэффициент активного давления.
Величины 'h;a (z) принимаются во всех случаях равными не менее 0.
В случае негоризонтальной поверхности грунта и наклона граней конструкции к
вертикали (рисунок 9.2, а) коэффициент активного давления грунта рекомендуется определять по формуле
К а
cos2
cos(
cos2
) 1
( θ)
sin(
,
2
) sin( )
(9.7)
cos(
) cos( )
где — угол наклона поверхности грунта к горизонту;
— угол отклонения грани конструкции от вертикали;
— угол внутреннего трения грунта.
При горизонтальной поверхности грунта, вертикальной абсолютно гладкой грани конструкции коэффициент активного давления грунта допускается определять по формуле
Ka = tg2(45 /2). (9.8)
Рисунок 9.2 — Схема к определению величин активного (а), пассивного (б) давления грунта при негоризонтальной поверхности грунта и наклоне граней конструкции к вертикали
9.23 Величины бокового давления грунта допускается принимать равными 'h;p(z), если величина горизонтального перемещения конструкции в направлении на грунт превышает 0,01h для влажных грунтов и 0,02h для водонасыщенных грунтов.
Величину эффективного пассивного давления грунта на конструкцию, допускается определять по формулам:
нормальная составляющая на глубине z
'h;p(z) = Kр (γz + q) + 2c
K p ; (9.9)
касательная составляющая на глубине z (положительна при перемещении грунта вверх относительно конструкции)
τ'a(z) = 'h;p (z) tg δ, (9.10)
где Kp — коэффициент пассивного давления.
В случае негоризонтальной поверхности грунта и наклона граней конструкции к
вертикали (см. рисунок 9.2, б) коэффициент пассивного давления грунта допускается определять по формуле
К p
cos2
cos(
cos2
) 1
( θ)
sin(
.
2
) sin( )
(9.11)
cos(
) cos( )
При горизонтальной поверхности грунта, вертикальной абсолютно гладкой грани конструкции коэффициент пассивного давления грунта допускается определять по формуле
Kp = tg2(45
+ /2). (9.12)
Следует учитывать, что формула (9.11) завышает величины пассивного давления для высоких значений угла внутреннего трения грунта. В связи с этим при , большем
20 , рекомендуется в формуле (9.11) во всех случаях принимать = 0.
9.24 При необходимости учета других факторов помимо указанных в 9.20 9.23 для определения величин активного и пассивного давления, а также при расчете промежуточных значений бокового давления грунта следует использовать численные методы.
9.25 При вычислении эффективных величин бокового давления проницаемых грунтов на ограждения котлованов следует учитывать фильтрационные силы в том случае, если ограждение является несовершенной противофильтрационной завесой (ПФЗ) и в котловане выполняется строительное водопонижение (см. рисунок 9.3).
Эффективные величины бокового давления водонасыщенных проницаемых грунтов в этом случае определяются по формуле
'h (z) = K (γ'z + q γwI), (9.13)
где γ— удельный вес грунта во взвешенном состоянии;
γw — удельный вес воды;
K — 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
ha (z) = z (z) + zp(z) 2cu, (9.14)
где cu — прочность грунта при недренированном сдвиге.
Нормальную составляющую величины пассивного давления грунта допускается
определять по формуле
hр (z) = z (z) + zp(z) + 2cu. (9.15)
Рисунок 9.3 — Фильтрация в котлован при несовершенной ПФЗ
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
γf γw H0 ≤ γI h0 , (9.16)
где γw — удельный вес воды, кН/м3;
Н0 — расчетная высота напора воды, отсчитываемая от подошвы проверяемого
водоупорного слоя до максимального уровня подземных вод, м;
γI — средневзвешенное расчетное значение удельного веса грунта проверяемого и вышележащих слоев, кН/м3;
h0 — расстояние от дна котлована до подошвы проверяемого слоя грунта, м;
γf =1,2 — 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
γf I ≤ 1, (9.17)
где I — градиент гидравлического напора в восходящем фильтрационном потоке на выходе в котлован в точке А, расположенной вблизи ПФЗ;
γf =1,2 — 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 γw H0 A ≤ γf1∑ Gstb;c + γf2∑ Gstb;l + γf3∑ Rstb, (9.18)
где γw — удельный вес воды, кН/м3;
Н0 — расчетная высота напора воды, отсчитываемая от подошвы подземной
части сооружения до максимального уровня подземных вод, м;
A — площадь подземной части сооружения, м2;
∑ Gstb;c — сумма нормативных значений постоянных вертикальных удерживающих нагрузок, включая собственный вес несущих конструкций сооружения, кН;
∑ Gstb;l — 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;
∑ Rstb — сумма нормативных значений удерживающих вертикальных составляющих сил сопротивления всплытию в основании, включая силы трения, сопротивления свай выдергиванию, натяжения анкеров и др., кН;
γf1 =0,9, γf2 =0,85, γf3 =0,65 — 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;
свободную длину анкерных тяг, обеспечивающую размещение заделки анкеров за пределами границы призмы обрушения;
предварительную длину заделки анкеров, требуемую для восприятия проектных усилий;
места для устройства опытных анкеров; число пробных испытаний анкеров и порядок их выполнения.
Несущая способность преднапряженных анкеров по грунту и по материалу должна предварительно определяться расчетом и проверяться пробными испытаниями. Пробные испытания проводят в наиболее характерных в геологическом отношении местах на максимально возможную нагрузку по материалу анкерных тяг, но не менее чем в 1,75 раза превышающую расчетную проектную нагрузку. Число пробных испытаний должно быть не менее трех.
9.33 При проектировании оснований, фундаментов и подземных частей вновь возводимых или реконструируемых сооружений, располагаемых на застроенной территории, необходимо выполнять геотехнический прогноз (оценку) влияния строительства на изменение напряженно-деформированного состояния окружающего грунтового массива, в том числе оснований сооружений окружающей застройки.
П р и м е ч а н и е — Геотехнический прогноз влияния необходимо выполнять при проектировании подземных инженерных коммуникаций, которые размещаются на застроенных территориях. Указания 9.33—9.39 распространяются на проектирование подземных инженерных коммуникаций также как на строящиеся или реконструируемые сооружения.
Геотехнический прогноз следует выполнять с учетом горизонтальных перемещений ограждающей конструкции котлована и разгрузки основания от выемки грунта в котловане,
вертикальной нагрузки от вновь возводимого сооружения или дополнительных нагрузок от реконструируемого сооружения, изменения уровня подземных вод, вибрационных и динамических воздействий строительных работ и других факторов с учетом последовательности устройства подземной части сооружения, используя аналитические и численные методы расчета. Для расчета дополнительных деформаций оснований и фундаментов сооружений окружающей застройки, вызванных вертикальными нагрузками от вновь возводимого сооружения, допускается использовать расчетную схему в виде линейно-деформируемого полупространства (см. 5.6.37).
9.34 В результате геотехнического прогноза должны быть определены:
радиус зоны влияния rзв, м;
значения дополнительных деформаций оснований и фундаментов сооружений
окружающей застройки.
П р и м е ч а н и я
1 Радиус зоны влияния нового строительства или реконструкции допускается ограничивать расстоянием, при котором расчетное значение дополнительной осадки грунтового массива или основания существующего сооружения окружающей застройки не превышает 1 мм, за исключением расположения на границе зоны влияния сооружений окружающей застройки, категория технического состояния которых предаварийная или аварийная – IV (приложение Е)
2 При ограничении радиуса влияния нового строительства и реконструкции на территориях, осложненных распространением специфических грунтов необходимо учитывать местный опыт проектирования, условия строительства и особенности эксплуатации сооружений, а также указания раздела 6.
3 Радиус зоны влияния по результатам геотехнического прогноза может изменяться вдоль трассы ограждающей конструкции его котлована в зависимости от различных факторов, в том числе глубины котлована, инженерно-геологических условий и пр.
4 Радиус зоны влияния rзв измеряется от границ проектируемого котлована.
9.35 Геотехнический прогноз необходимо выполнять для сооружений окружающей застройки, расположенных в пределах предварительно назначаемой зоны влияния строящегося или реконструируемого сооружения, которая определяется согласно указаниям 9.36.
Перед выполнением геотехнического прогноза необходимо провести техническое обследование состояния конструкций сооружений окружающей застройки, расположенных в предварительно назначаемой зоне влияния нового строительства или реконструкции (см.
9.36). По результатам технического обследования следует определить категорию технического состояния сооружений окружающей застройки согласно приложению Е.
П р и м е ч а н и е — Если по результатам геотехнического прогноза (см. 9.34) в зоне влияния нового строительства или реконструкции располагаются существующие сооружения окружающей застройки, не учтенные при предварительном назначении зоны влияния согласно указаниям 9.35, 9.36, то для этих сооружений необходимо также установить категорию технического состояния (приложение Е) и включить в перечень сооружений, для которых выполняется геотехнический прогноз.
9.36 Для предварительного назначения зоны влияния вновь возводимого (реконструируемого) сооружения, расположенного на застроенной территории, допускается ориентировочный радиус зоны влияния rзв, м, принимать в зависимости от глубины котлована Hк, м, метода его крепления и конструкции ограждения котлована равным:
5Нк — при использовании ограждения котлована с креплением анкерными конструкциями, но не более 2L, где L — суммарная длина горизонтальной проекции тела анкера и его тяги, м;
4Нк — при использовании ограждения из стальных элементов (труб, двутавров и т.п.) с консольным креплением либо креплением стальными распорками или подкосами, а также при устройстве котлована в естественных откосах;
3Нк — при использовании монолитной или сборно-монолитной железобетонной конструкции ограждения котлована (по технологии «стена в грунте», буронабивных секущихся свай и т.п.) с консольным креплением либо креплением стальными распорками или подкосами, а также при использовании ограждения из стальных элементов (труб, двутавров и т.п.) и экскавации грунта в котловане под защитой монолитных железобетонных перекрытий;
2Нк — при использовании монолитной или сборно-монолитной железобетонной конструкции ограждения котлована (по технологии «стена в грунте», буронабивных секущихся свай и т.п.) и экскавации грунта в котловане под защитой монолитных железобетонных перекрытий.
П р и м е ч а н и е — Величина предварительно назначаемой зоны влияния может корректироваться на основании местного опыта проектирования с учетом специфических грунтовых условий и других факторов.
9.37 Расчет оснований по деформациям для сооружений окружающей застройки, расположенных в зоне влияния нового строительства или реконструкции, производят из условия
sad ≤ sad,u, (9.19)
где sad — дополнительная осадка основания фундамента (совместная дополнительная
деформация основания и сооружения), определяемая в соответствии с
указаниями 9.33 с учетом совокупности воздействий, связанных с новым строительством или реконструкцией;
sad,u — предельное значение дополнительной осадки основания фундаментов (предельное значение совместной дополнительной деформации основания и сооружения), устанавливаемое в соответствии с указаниями приложения Л с учетом категории технического состояния сооружения окружающей застройки (см. приложение Е).
П р и м е ч а н и я
1 Для определения совместной дополнительной деформации основания и сооружения окружающей застройки sad могут использоваться методы, указанные в 5.1.4, с учетом значений дополнительных деформаций основания, полученных по результатам геотехнического прогноза.
2 При расчете оснований сооружений окружающей застройки по деформациям, условие формулы
9.19 должно выполняться в том числе для параметров, указанных в 5.6.4.
9.38 При проектировании вновь возводимых или реконструируемых сооружений на застроенной территории необходимо предусмотреть мероприятия, обеспечивающие эксплуатационную надежность сооружений окружающей застройки на период строительства и дальнейшей эксплуатации. Если по результатам геотехнического прогноза условие формулы (9.19) не выполняется, рекомендуется предусматривать следующие мероприятия:
изменение конструкции ограждения строительного котлована, методов ее крепления, глубины подземной части, ее планового расположения и др.;
снижающие деформации основания сооружений окружающей застройки (устройство разделительных стен, компенсационных экранов, закрепление грунтов основания и др.);
снижающие дополнительные осадки и (или) их неравномерность или повышающие пространственную жесткость сооружений окружающей застройки (усиление фундаментов, устройство монолитных и стальных поясов в подземной и надземной частях сооружений и др.);
комбинацию вышеперечисленных мероприятий.
П р и м е ч а н и е — Для обеспечения эксплуатационной надежности сооружений окружающей застройки приоритетным является изменение проектных характеристик вновь возводимого или реконструируемого сооружения.
Состав назначаемых защитных мероприятий должен определяется с учетом:
характерных особенностей сооружений окружающей застройки (уровень ответственности, значения прогнозируемых деформаций основания, расстояние до проектируемой подземной части, конструктивная схема, категория технического состояния и физико-механические свойства грунтов основания сооружений окружающей застройки и пр.)
особенностей проектируемого или реконструируемого сооружения (глубина котлована, тип ограждающей конструкции котлована и метод ее крепления, инженерно-геологические и гидрогеологические условия, включая прогноз их изменений, давление на основание и пр.).
П р и м е ч а н и я
1 При распространении специфических грунтов или возможности развития опасных геологических процессов в основании площадки строительства и (или) сооружений окружающей застройки, необходимо дополнительно учитывать соответствующие разделы настоящего свода правил.
2 Защитные мероприятия для сооружений окружающей застройки также допускается разрабатывать при отсутствии возможности учета расчетными методами динамических, вибрационных и других дополнительных воздействий, в том числе технологических особенностей строительства.
После разработки проекта защитных мероприятий по обеспечению эксплуатационной пригодности сооружений окружающей застройки, расположенных в зоне влияния нового строительства или реконструкции, геотехнический прогноз необходимо повторить с учетом этих мероприятий для подтверждения выполнения условия формулы (9.19).
9.39 При проектировании подземных частей сооружений (нового строительства и реконструкции) I и II уровней ответственности необходимо предусматривать проведение геотехнического мониторинга в соответствии с указаниями раздела 12, в том числе для сооружений окружающей застройки.
10 Особенности проектирования оснований высотных зданий
10.1 Требования настоящего раздела распространяются на проектирование оснований зданий высотой более 75 м, в том числе на высотные части зданий в составе разноэтажных комплексов.
10.2 При проектировании оснований, фундаментов и конструкций подземной части высотного здания следует учитывать требования раздела 9.
10.3 При проектировании оснований, фундаментов и конструкций подземной части высотных зданий, инженерно-геологические изыскания следует выполнять на территории, размеры которой должны превышать плановые размеры основания надземной части высотного здания с каждой ее стороны на величину не менее 0,5b, где b — ширина надземной части здания.
10.4 Программа инженерно-геологических изысканий для проектирования оснований высотных зданий должна пройти геотехническую экспертизу и получить согласование организации, имеющей соответствующую аккредитацию.
10.5 В процессе инженерно-геологических изысканий следует выявлять геологические разломы, складчатые структуры, области разрушения или повышенной трещиноватости скальных грунтов, а также иные признаки древней и современной тектонической деятельности. Для этого рекомендуется применять геофизические
методы исследований. Результаты инженерно-геологических изысканий должны содержать выводы о современной тектонической активности площадки.
10.6 Не допускается размещение высотных зданий на площадках с выявленной современной тектонической активностью, с проявлениями опасных геологических процессов (оползни, сели, лавины, карст и др.), а также на подрабатываемых территориях.
Размещение высотных зданий на площадках с потенциальной возможностью проявления опасных геологических процессов допускается в случае проектирования мероприятий, исключающих активизацию таких процессов или обеспечивающих требуемую степень безопасности здания.
10.7 При выполнении инженерно-геологических изысканий дополнительно к требованиям 9.7 следует для грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента:
определять деформационные характеристики на основе комплекса лабораторных исследований, включающих одновременно компрессионные и стабилометрические испытания, а также полевых исследований, включающих испытания штампом или прессиометром;
исследовать реологические характеристики, параметры механической и фильтрационной анизотропии.
10.8 При проектировании оснований зданий высотой более 100 м расчетные значения модуля деформации грунтов Е должны приниматься по формуле (5.1) при коэффициенте надежности по грунту γg = 1,1. Для зданий высотой более 200 м значение γg может быть увеличено.
10.9 При проектировании оснований, фундаментов и конструкций подземной
части высотных зданий следует предусматривать работы по научно-техническому сопровождению в соответствии с 4.16, 4.17.
10.10 Расчет оснований высотных зданий во всех случаях следует выполнять по первой и второй группам предельных состояний с учетом коэффициента надежности по ответственности здания в соответствии с ГОСТ 27751.
10.11 Определение величин нагрузок на основание и расчеты оснований, фундаментов и конструкций подземной части высотных зданий следует выполнять, в обязательном порядке рассматривая совместную работу системы «основание — фундамент — здание» в соответствии с 5.1.6.
10.12 При расчете оснований высотных зданий по деформациям следует учитывать зависимость деформационных и прочностных характеристик грунтов от длительности приложения нагрузок.
Расчет осадок основания следует выполнять на основные сочетания постоянных и длительных нагрузок.
Расчет кренов фундамента следует выполнять на основные сочетания постоянных, длительных и кратковременных (преимущественно ветровых) нагрузок. При этом величина крена должна складываться из двух составляющих: il – крен от действия постоянных и длительных нагрузок; is – крен от действия кратковременных нагрузок.
При определении величины il следует использовать расчетные значения модуля деформации грунта Е, а при определении величины isследует использовать расчетные значения модуля упругости грунта Еe.
П р и м е ч а н и е — Модуль упругости грунта может быть получен с помощью геофизических исследований, при их отсутствии допускается принимать Еe = 5E для скальных грунтов и Еe = 8E для нескальных грунтов.
10.13 Предельные значения характеристик совместной деформации основания, фундаментов и конструкций здания (см. 5.6.5) должны устанавливаться исходя из
технологических, конструктивных, физиологических и эстетико-психологических требований в соответствии со СП 20.13330.
10.14 Проверку соблюдения условия формулы (5.6) следует проводить в составе совместных расчетов системы «основание — фундамент — здание».
10.15 При проектировании оснований и фундаментов высотных частей зданий в составе разноэтажных комплексов следует выполнять расчет взаимного влияния строительства отдельных частей комплекса с учетом последовательности их возведения.
10.16 При проектировании оснований и фундаментов высотных частей зданий в составе разноэтажных комплексов рекомендуется предусматривать их опережающее строительство по отношению к примыкающим малоэтажным частям с целью уменьшения неравномерных осадок последних.
Расчет основания высотной части здания по первой и второй группам предельных состояний при использовании фундаментов на естественном основании дополнительно необходимо выполнять для строительного случая, соответствующего нахождению фундамента на поверхности нескального грунта в котловане при условии отсутствия пригрузки от веса примыкающих малоэтажных частей комплекса.
10.17 При проектировании зданий высотой более 100 м в районах с сейсмичностью 5 баллов и более необходимо выполнять расчет на сейсмическое воздействие в соответствии с подразделом 6.12.
11 Водопонижение
11.1 Для защиты подземных сооружений, котлованов и траншей от подземных вод в периоды строительства и (или) эксплуатации применяют искусственное понижение уровня подземных вод путем устройства водоотлива, водопонизительных скважин, иглофильтров, электроосмоса и дренажа.
11.2 Выбор способов водопонижения должен учитывать конструктивные особенности и размеры сооружения, в т.ч. его подземной части, инженерно- геологические и гидрогеологические условия, размеры осушаемой площади, особенности производства общестроительных работ в защищаемом котловане, возможные изменения физико-механических свойств грунтов основания будущего сооружения, прогноз влияния водопонижения на окружающую застройку и экологическую обстановку, сроки работ и другие факторы.
При проектировании водопонижения необходимо также учитывать возможное изменение режима подземных вод, условия поверхностного стока в строительный и эксплуатационный периоды, расположение мест сброса подземных вод и их химический состав.
11.3 При устройстве водопонижения должны быть предусмотрены мероприятия, препятствующие ухудшению строительных свойств грунтов в основании сооружения, нарушению устойчивости откосов котлована, появлению и развитию опасных геологических и инженерно-геологических процессов, возникновению недопустимых деформаций окружающей застройки, ухудшению экологической обстановки на территории, входящей в зону влияния водопонизительных работ.
11.4 При прогнозировании понижения уровня подземных вод необходимо определить зону его влияния и учитывать возможность возникновения дополнительных осадок территории в зоне развития депрессионной воронки и как следствие деформаций окружающей застройки. Следует учитывать, что радиус зоны влияния на
окружающую застройку от воздействия строительного водопонижения может превышать ориентировочные величины, указанные в разделе 12.
С учетом результатов прогноза влияния водопонижения на деформации основания окружающей застройки следует устанавливать режим водопонижения, сроки строительства и этапность освоения площади застройки, а также определить необходимость проведения защитных мероприятий, направленных на снижение влияния строительного водопонижения на окружающую застройку и экологическую среду, включающих как локальную защиту сооружений, так и защиту всей территории (устройство противофильтрационных завес и экранов, замораживание грунта или его инъекционное закрепление и т.д.).
11.5 При проектировании дренажа, водопонизительных скважин и иглофильтров, а также при расчетах водопонижения, определении необходимости опытного (пробного) водопонижения, проведении наблюдений за изменением уровня подземных вод, выборе устройств и оборудования для водопонижения и разработке мероприятий по охране окружающей среды следует кроме требований настоящего раздела учитывать требования СНиП 2.06.14.
11.1.6. Требуемое понижение уровня подземных вод следует определять:
в водоносных слоях, содержащих безнапорные воды, – с учетом допустимого повышения уровня воды за время аварийного отключения водопонизительной системы (СНиП 2.06.14);
в напорных водоносных слоях, залегающих ниже дна котлована или пола заглубленного сооружения – из условия возможности прорывов воды и необходимости обеспечения устойчивости грунтов в основании сооружения.
При пересечении сооружением (котлованом) водоупорных слоев следует исходить из практически достижимого понижения уровня подземных вод, предусматривая при необходимости дополнительные мероприятия для защиты сооружения (котлована) от подземных вод.
11.7 При проектировании систем строительного водопонижения рекомендуется применять те из них, которые могут быть использованы для работы в эксплуатационный период.
11.8 При организации поверхностного водоотлива для осушения котлованов и траншей в проекте должны быть предусмотрены канавки и лотки для сбора
поступающих в выработки подземных и поверхностных вод и отвода их к водоприемным зумпфам с последующей откачкой на поверхность. Канавки и зумпфы следует располагать за пределами фундаментов сооружения. При необходимости их устройства в пределах контура фундаментов они должны быть укреплены и защищены от размыва.
В насосных станциях для водоотлива следует предусматривать резерв насосов в размере 100 % (по производительности) при одном работающем насосе и 50 % — при двух и более.
11.9 Водопонизительные скважины (открытые и вакуумные, оборудованные насосами, самоизливающиеся и водопоглощающие) следует предусматривать при глубоком понижении уровня подземных вод или для снятия напора подземных вод в
грунтах с коэффициентом фильтрации более 2 м/сут. В случае развития вакуума в полости фильтровой колонны водопонизительной скважины возможно ее применение в грунтах с коэффициентом фильтрации менее 2 м/сут.
Способ водопонижения с помощью водопонизительных скважин применяют как для строительного, так и для эксплуатационного периодов.
11.10 Иглофильтровый способ водопонижения следует применять в грунтах с коэффициентом фильтрации от 1 до 50 м/сут, а с использованием вакуума — грунтах с коэффициентом фильтрации от 0,2 до 2 м/сут.
11.11 Электроосушение (электроосмос) следует применять в слабопроницаемых грунтах с коэффициентом фильтрации менее 0,2 м/сут.
11.12 Расчеты водопонизительных систем следует производить для условий установившегося режима фильтрации во всех случаях, а для неустановившегося режима – в период формирования депрессионной воронки — от начала откачки до установившегося режима фильтрационного потока.
Для условий неоднородного фильтрационного потока и при сложном очертании контуров питания и водоприемного фронта, расчет водопонизительных систем следует производить с использованием математического моделирования или других специальных методов.
11.13 При понижении уровня подземных вод более чем на 2 м, особенно в слабых глинистых грунтах, торфах и илах, необходимо производить расчет ожидаемых осадок земной поверхности в зоне развития депрессионной воронки.
При устройстве заглубленных в водоносный слой протяженных подземных сооружений возможен барражный эффект, т.е. подъем уровня подземных вод с верховой стороны сооружения и снижение его с низовой стороны. В этом случае необходимо предусмотреть мероприятия по устранению неблагоприятных последствий барражного эффекта (дренаж, противофильтрационные завесы и др.).
11.14 Отвод подземных вод от водопонизительных систем при невозможности использования откачиваемой воды должен быть организован самотеком в существующие водостоки или специально отведенные места сброса.
Допустимые скорости течения воды в водоотводящих устройствах следует принимать в зависимости от материала их конструкции и продолжительности работы с учетом требований СНиП 2.06.03.
11.15 В случае отсутствия возможности отвода воды самотеком необходимо предусматривать специальные насосные станции с резервуарами, при проектировании которых следует руководствоваться требованиями СП 32.13330, а при использовании откачиваемой воды для водоснабжения — СП 31.13330.
Дренажи
11.16 Дренажи подразделяют на общие (головной, береговой, отсечной и систематический) и локальные (кольцевой, пристенный и пластовый). При проектировании дренажей следует также учитывать положения СНиП 2.06.14 и СНиП 2.06.15.
11.17 Дренирование грунтового массива предусматривается в следующих случаях:
естественный уровень подземных вод расположен на отметках выше пола подземного сооружения;
пол подземного сооружения расположен выше расчетного уровня подземных вод, но не более 0,3 м;
по техническим условиям в помещениях подземной части должен обеспечиваться заданный термовлажностный режим;
при опасности всплытия сооружения, когда взвешивающая сила превышает массу сооружения.
При выборе системы дренирования территории необходимо учитывать причины ее подтопления (см. подраздел 5.4).
11.18 При проектировании дренажей следует учитывать, что отметка пониженного уровня подземных вод должна быть не менее чем на 0,5 м ниже полов подвалов, технических подполий, коммуникационных каналов и других подземных сооружений.
11.19 Прокладку дренажа в открытых траншеях допускается устраивать на свободных от застройки территориях. Закрытый беструбчатый дренаж (траншеи, заполненные фильтрующим материалом) может предусматриваться для кратковременной эксплуатации (на оползневых склонах в период осуществления мероприятий по стабилизации их устойчивости, в котлованах на период строительства сооружений и т.п.).
11.20 Трубчатый дренаж следует предусматривать в грунтах с коэффициентом фильтрации 2 м/сут и более. Допускается его применение при коэффициенте фильтрации менее 2 м/сут при строительном водопонижении и в сопутствующих дренажах тоннелей, каналов и других устройств для прокладки коммуникаций, если опытным путем доказана его эффективность.
11.21 Устройство дренажей в виде подземных галерей (проходных и полупроходных) допускается:
при возможности выполнения дренажа только подземным способом;
при его использовании в период эксплуатации сооружения (особенно в случаях когда переустройство или ремонт дренажа невозможны или затруднительны);
в инженерно-геологических условиях, где их применение экономически эффективно.
11.22 Расчет дренажей должен включать фильтрационные расчеты (приток и положение пониженного уровня подземных вод), гидравлические расчеты (пропуск каптированных подземных вод через сооружения дренажа) и подбор песчано- гравийных обсыпок (СНиП 2.06.14).
11.23 При назначении конструктивных параметров дренажей следует обеспечить их водозахватную и водопропускную способности, достаточную прочность при восприятии внешних статических и динамических нагрузок и устойчивость материала дренажа к воздействию агрессивных подземных вод.
11.24 Продольные уклоны дренажей должны обеспечивать скорость воды в трубах, при которой не происходит их заиливание. Рекомендуется для дренажных труб
диаметром до 150 мм принимать минимальный уклон, равным 0,005, для труб диаметром более 200 мм — 0,003.
11.25 Трубчатый дренаж следует проектировать из хризотилцементных (в большинстве случаев), керамических, бетонных, железобетонных, чугунных и пластмассовых труб. В агрессивных водах следует применять пластмассовые, керамические и чугунные трубы.
11.26 Работы по устройству дренажей должны выполняться в осушенных грунтах. Дренажные трубы следует закладывать ниже расчетной глубины промерзания грунта.
11.27 Для обеспечения водозахватной способности трубчатых дренажей и дренажных галерей следует предусматривать их обсыпку из дренирующих материалов (щебня, гравия, песка или их смесей). Для дренажных галерей может быть применена
также специальная обделка из пористого бетона с устройством водоприемных окон. Подбор состава обсыпок, числа их слоев (один или два) и их толщины производят в зависимости от типа фильтра и состава дренируемых грунтов.
11.28 Пластовый дренаж следует предусматривать двухслойным в глинистых грунтах или пылеватых песках и однослойным – в скальных или полускальных грунтах.
Минимальная толщина нижнего песчаного слоя должна составлять 100 мм, а верхнего гравийного (щебеночного) — 150 мм.
Поверхность дна котлована, спланированного под укладку песчано-гравийного материала пластового дренажа, должна иметь уклон 0,005—0,010 в сторону горизонтальных трубчатых дрен, расположенных по периметру сооружения.
11.29 Конструктивной частью пластового дренажа является пристенный дренаж, устраиваемый по внешней боковой поверхности подземной части защищаемого сооружения в слабопроницаемых и слоистых грунтах при отсутствии постоянного горизонта подземных вод в уровне подземной части сооружения. Пристенный дренаж выполняется толщиной не менее 0,3 м из песка с коэффициентом фильтрации не менее
5 м/сут или устраивается из дренажных рулонных искусственных материалов. Воды, каптированные пристенным дренажом, отводятся в пластовый дренаж.
12 Геотехнический мониторинг
12.1 Геотехнический мониторинг — комплекс работ, основанный на натурных наблюдениях за поведением конструкций вновь возводимого или реконструируемого сооружения, его основания, в том числе грунтового массива, окружающего (вмещающего) сооружение, и конструкций сооружений окружающей застройки. Геотехнический мониторинг осуществляется в период строительства и на начальном этапе эксплуатации вновь возводимых или реконструируемых объектов.
Цель геотехнического мониторинга — обеспечение безопасности строительства и эксплуатационной надежности вновь возводимых (реконструируемых) объектов и сооружений окружающей застройки и сохранности экологической обстановки (раздел 13).
12.2 При проведении геотехнического мониторинга решаются следующие задачи:
систематическая фиксация изменений контролируемых параметров конструкций сооружений и геологической среды;
своевременное выявление отклонений контролируемых параметров (в т.ч. их изменений, нарушающих ожидаемые тенденции) конструкций строящегося (реконструируемого) объекта и его основания от заданных проектных значений, параметров грунтового массива и окружающей застройки — от значений, полученных в результате геотехнического прогноза в соответствии с указаниями раздела 9;
анализ степени опасности выявленных отклонений контролируемых параметров и установление причин их возникновения;
разработка мероприятий, предупреждающих и устраняющих выявленные негативные процессы или причины, которыми они обусловлены.
12.3 При выполнении геотехнического мониторинга применяются следующие методы: визуально-инструментальные (наблюдения за уровнем подземных вод, состоянием конструкций, в том числе поврежденных, с фиксацией дефектов маяками
или аналогичными устройствами, фотофиксация и др.);
геодезические (фиксация перемещений марок и др.) с применением нивелиров, теодолитов, тахеометров, сканеров (в том числе оптических, электронных, лазерных и др.) и навигационных спутниковых систем;
тензометрические (фиксация напряжений в основании под подошвой фундамента, под пятой сваи, в несущих конструкциях и др.) с применением комплекса датчиков напряжений и деформации;
виброметрические (измерение кинематических параметров колебаний:
виброперемещений, виброскоростей, виброускорений);
геофизические (электромагнитные, сейсмические и др.).
П р и м е ч а н и е — Допускается для фиксации изменений контролируемых параметров использовать другие методы, в том числе косвенные, которые должны обеспечивать достоверность результатов наблюдений и их согласованность с результатами, полученными по указанным методам.
12.4 Для объектов нового строительства и реконструкции необходимо проводить геотехнический мониторинг:
а) оснований, фундаментов и конструкций сооружений:
уникальных (см. 4.14) вновь возводимых или реконструируемых;
вновь возводимых I уровня ответственности при высоте более 75 м (см. раздел 10);
вновь возводимых I и II уровней ответственности при высоте менее 75 м при их размещении на площадках с III категорией сложности инженерно-геологических условий;
реконструируемых I и II уровней ответственности;
б) ограждающих конструкций котлованов при:
глубине котлована более 5 м и размещении сооружений на застроенных территориях при II или III категории сложности инженерно-геологических условий;
глубине котлована более 10 м.
в) массива грунта, окружающего подземную часть сооружения, расположенного на застроенной территории, при:
глубине котлована более 5 м при размещении сооружения на площадках с II или
III категорией сложности инженерно-геологических условий;
глубине котлована более 10 м.
12.5 Геотехнический мониторинг сооружений окружающей застройки I и II уровней ответственности, в том числе подземных инженерных коммуникаций, необходимо проводить при их расположении в зоне влияния нового строительства или реконструкции (в том числе прокладки подземных инженерных коммуникаций), размеры которой определяются по результатам геотехнического прогноза (см. 9.33,
9.34). Для предварительного назначения зоны влияния и геотехнического мониторинга сооружений окружающей застройки допускается использовать указания 9.36.
П р и м е ч а н и е — Геотехнический мониторинг неводонесущих инженерных коммуникаций следует выполнять по требованию эксплуатирующей организации или в соответствии со специальным заданием.
12.6 Геотехнический мониторинг осуществляется в соответствии с программой, которая разрабатывается в процессе проектирования и является разделом утверждаемой части проектной документации.
При разработке программы геотехнического мониторинга должны быть определены состав, объемы, периодичность, сроки и методы работ, которые назначаются применительно к рассматриваемому объекту строительства (реконструкции) с учетом его специфики, включающей: результаты инженерных изысканий на площадке строительства, особенностей проектируемого или реконструируемого сооружения и сооружений окружающей застройки и т.п.
П р и м е ч а н и е — Состав работ по геотехническому мониторингу определяется в соответствии с указаниями 12.4, 12.5. Объемы, периодичность, сроки и методы геотехнического мониторинга должны приниматься по таблице 12.1.
12.7 В программе геотехнического мониторинга следует учитывать факторы, которые будут оказывать влияние на вновь возводимое (реконструируемое) сооружение, его основание, окружающий грунтовый массив и сооружения окружающей
застройки в процессе строительства и эксплуатации, в том числе расположение площадки строительства на территории с распространением специфических грунтов и возможностью проявления опасных геологических процессов (карст, суффозия, оползневые процессы, оседание поверхности и др.), указанных в разделе 6, а также вибрационные и динамические воздействия от строительных работ и внешних источников.
12.8 Программа работ по геотехническому мониторингу должна отвечать следующим требованиям:
фиксация контролируемых параметров должна выполняться для наиболее опасных и характерных участков конструкций вновь возводимых (реконструируемых) сооружений, их оснований и окружающей застройки;
выбранные методы и точность измерений должны обеспечивать достоверность получаемых результатов и быть согласована с точностью заданных проектных значений и результатов геотехнического прогноза.
все проводимые наблюдения и измерения должны быть увязаны между собой во времени и привязаны к этапам выполнения строительных работ;
периодичность наблюдений должна определяется интенсивностью (скоростью) и длительностью протекания процессов деформирования конструкций сооружений и их оснований.
П р и м е ч а н и е — Указанные требования должны также удовлетворяться в процессе проведения геотехнического мониторинга.
12.9 В программе геотехнического мониторинга необходимо указывать:
особенности вновь возводимого или реконструируемого объекта (уровень ответственности, конструктивная схема, проектные решения по устройству основания, фундаментов и подземной части сооружения, особенности возведения, эксплуатации и др.);
проектные (расчетные) параметры, характеризующие взаимодействие сооружения или его конструкций с основанием, в том числе временные, с учетом последовательности возведения (давление на основание, деформации основания фундаментов, напряжения в сваях и конструкциях подземной части сооружения, горизонтальные перемещения ограждающей конструкции котлована и усилия в конструкциях, обеспечивающих его устойчивость и др.);
инженерно-геологические и гидрогеологические условия, включая характеристики грунтов основания, прогнозируемые изменения уровня подземных вод, прогнозируемые величины перемещений грунтового массива, окружающего сооружение и др.;
сведения о сооружениях окружающей застройки (уровень ответственности сооружений, прогнозируемые и предельные значения дополнительных деформаций оснований и фундаментов, предполагаемые защитные мероприятия и др.);
контролируемые параметры (в том числе предполагаемое количество и участки фиксации их изменений) конструкций строящегося (реконструируемого) объекта, его основания, в том числе окружающего грунтового массива и уровня подземных вод, и окружающей застройки и этапы их первоначальной фиксации;
методы фиксации изменений контролируемых параметров и требования к точности измерений (в том числе класс точности геодезических измерений по ГОСТ 24846 и др.);
этапы, периодичность и сроки проведения наблюдений за контролируемыми параметрами с учетом последовательности возведения (реконструкции) сооружения;
требования к структуре, составу и периодичности подготовки отчетной документации.
12.10 На основе программы при геотехническом мониторинге сооружений I уровня ответственности, при III категории сложности инженерно-геологических условий или по специальному заданию в других случаях разрабатывается проект мониторинга (наблюдательной станции).
В проекте геотехнического мониторинга помимо сведений, содержащихся в программе мониторинга (см. 12.9), должны быть представлены:
схемы установки наблюдательных марок, скважин, маяков, датчиков и др.; конструкции и характеристика оборудования для проведения наблюдений; методика измерений, оценка точности измерений и др.;
требования к визуально-инструментальному обследованию сооружений окружающей застройки.
12.11 Объем, сроки, периодичность и методы работ при выполнении геотехнического мониторинга вновь возводимых (реконструируемых) сооружений I и II уровней ответственности (см. 12.4) и сооружений окружающей застройки (см. 12.5) назначаются в соответствии с указаниями таблицы 12.1.
12.12 Начальный этап геотехнического мониторинга в соответствии с разработанной программой (см. 12.6—12.9) и проектом (см. 12.10) должен включать:
установку устройств для наблюдений за изменениями контролируемых параметров (знаков, марок, маяков, датчиков и др.);
фиксацию первоначального положения (состояния, значения и т.д.) контролируемых параметров основания, фундаментов и конструкций вновь возводимых (реконструируемых) сооружений и конструкций сооружений окружающей застройки;
подготовку начальной отчетной документации (см. 12.13).
12.13 Фиксация первоначального состояния конструкций сооружений окружающей застройки, в том числе подземных инженерных коммуникаций, выполняется путем их визуально-инструментального обследования, которое проводится до начала подготовки строительной площадки, в том числе до сноса существующих строений, или до подготовки реконструируемого сооружения к строительно-монтажным работам. В результате обследования фиксируются выявленные дефекты (при необходимости, составляется соответствующий акт обследования технического состояния сооружений с участием заинтересованных сторон).
При выполнении работ по геотехническому мониторингу необходимо проводить регулярные визуальные обследования состояния конструкций сооружений окружающей застройки.
П р и м е ч а н и я
1 Техническое обследование сооружений окружающей застройки для определения категории их технического состояния должно проводиться на этапе выполнения инженерных изысканий и разработки проектной документации по основаниям, фундаментам и конструкциям подземной части (в т.ч. выполнение геотехнического прогноза согласно указаниям раздела 9).
2 Периодичность выполнения визуальных обследований состояния строительных конструкций сооружений окружающей застройки должна соответствовать периодичности геотехнического мониторинга окружающей застройки в соответствии с указаниями таблицы 12.1.
12.14 Результаты геотехнического мониторинга должны отражаться в отчетной документации, для которой рекомендуется следующий состав:
а) начальный отчет, включающий методы наблюдения за изменениями контролируемых параметров, характеристики применяемого оборудования, результаты оценки точности измерений, схемы фактического расположений участков измерений контролируемых параметров, результаты фиксации их первоначального положения, состояния и др.;
б) промежуточные отчеты, включающие оперативную информацию по изменениям контролируемых параметров, анализ результатов измерений и их сопоставление с прогнозируемыми и предельными величинами и рекомендации о необходимых дополнительных защитных, компенсационных или противоаварийных мероприятиях (при выявлении отклонений контролируемых параметров от ожидаемых величин) и др.;
в) итоговый (заключительный) отчет, включающий окончательные результаты фиксации изменений контролируемых параметров, подтверждающие их стабилизацию, анализ результатов измерений и их сопоставление с прогнозируемыми и предельными величинами, последствия влияния на окружающую застройку, рекомендации по необходимым ремонтно-восстановительным мероприятиям и др.
Т а б л и ц а 12.1
12.15. В процессе геотехнического мониторинга, а также после завершения сроков выполнения работ, указанных в таблице 12.1, отсутствием стабилизации изменений контролируемых параметров считается превышение их величин по сравнению с предыдущими циклами более чем на величину точности измерений.
При отсутствии стабилизации изменений контролируемых параметров геотехнический мониторинг необходимо продолжать.
П р и м е ч а н и я
1 Оценка стабилизации изменений контролируемых параметров производится специализированной организацией, осуществляющей геотехнический мониторинг или ведущей научно - техническое сопровождение строительства (реконструкции).
2 При наблюдениях за изменением уровня подземных вод стабилизацией считается достижение амплитуды его колебаний, не превышающей сезонные и ежегодные значения в соответствии с результатами инженерно-геологических изысканий (с учетом гидрогеологического прогноза).
12.16 В процессе геотехнического мониторинга при выявлении отклонений значений контролируемых параметров от ожидаемых величин (в том числе их изменений, нарушающих ожидаемые тенденции) или выявлении прочих опасных отклонений необходимо разработать комплекс мероприятий, обеспечивающий безопасность строительства и эксплуатационную надежность вновь возводимых (реконструируемых) объектов, эксплуатационную пригодность окружающей застройки и сохранность экологической обстановки.
12.17 В процессе геотехнического мониторинга необходимо обеспечить своевременность информирования заинтересованных сторон о выявленных отклонениях контролируемых параметров (в том числе тенденции их изменений, превышающие ожидаемые) от проектных значений и результатов геотехнического прогноза.
12.18 Разработку программы и проекта геотехнического мониторинга, а также его проведение должны выполнять специализированные организации.
13 Экологические требования при проектировании оснований
13.1 При проектировании и устройстве оснований, фундаментов и подземных сооружений должны выполняться требования, имеющие целью предотвращение, минимизацию или ликвидацию вредных и нежелательных экологических и связанных с ними социальных, экономических и других последствий. При это необходимо учитывать санитарно-эпидемиологические требования согласно СанПиН 2.1.7.1287 и СанПиН 2.1.7.1322
13.2 Экологические требования, учитываемые при проектировании и строительстве, основываются на результатах инженерно-экологических изысканий, выполняемых в соответствии с СП 47.13330 и СП 11-102 [1]. В процессе этих изысканий выполняют оценку современного состояния окружающей среды в районе строительства и дают прогноз воздействия объекта строительства на окружающую среду (ОВОС).
13.3 С учетом результатов инженерно-экологических изысканий при проектировании и устройстве оснований, фундаментов и подземных сооружений необходимо выбирать проектные решения и разрабатывать мероприятия, которые
защитили бы объекты строительства и людей от имеющихся неблагоприятных воздействий и не ухудшили экологическую обстановку.
При выборе вариантов проекта следует учитывать приоритетность решения
экологических проблем.
13.4 На территории (участке) предполагаемого строительства следует учитывать возможность проявления следующих загрязняющих окружающую среду факторов, выявленных при выполнении ОВОС:
загрязнение почв и грунтов органическими, радиоактивными и токсико-
химическими веществами;
загрязнение поверхностных и подземных вод органическими и неорганическими веществами и тяжелыми металлами;
наличие потока радона с поверхности земли;
выделение на участках бывших свалок строительного мусора и бытовых отходов различных газов (метана, водорода, углеводородов и других токсичных газов).
13.5 При превышении нормативных уровней загрязнения окружающей среды необходимо предусмотреть соответствующие мероприятия по ликвидации или уменьшению возможных негативных последствий:
очистку загрязненных грунтов химическим, термическим или биологическим методом или удаление с площадки грунта на согласованные места захоронения;
устройство противорадоновой защиты зданий (пассивная или принудительная вентиляция);
создание различного типа барьеров (экранов) для задержания газов, устройство вентилируемых подполий;
строительство защитных сооружений (дамб, берм, водозащитных стен, противофильтрационных завес и др.) при возможном поступлении к объекту строительства загрязненных поверхностных и подземных вод.
13.6 Негативное воздействие строительства и эксплуатации сооружений на окружающую среду может выражаться в следующем:
химическое загрязнение почв, грунтов и подземных вод при нормальном режиме эксплуатации и при авариях, а также в результате технической мелиорации грунтов основания (химическое закрепление, цементация, замораживание и т.п.);
изменение режима и уровня подземных вод, выражающееся в изменении условий питания и разгрузки подземных вод, повышении или понижении их уровня. Повышение уровня подземных вод в результате эффекта барража и увеличения техногенного питания может быть причиной подтопления территории, в том числе подвалов сооружений. Снижение уровня подземных вод при строительных откачках и
за счет дренажа может явиться причиной суффозии и уплотнения грунта, ведущих к осадке территории и опасным деформациям окружающей застройки;
развитие или активизация опасных геологических и инженерно-геологических процессов, таких как карст, суффозия, оползни и др., которые могут вызвать провалы территории и деформации сооружений;
вибрационные, динамические и шумовые воздействия. Забивка свай или шпунта, уплотнение грунтов основания трамбовками и другие динамические и вибрационные воздействия могут привести к деформациям окружающей застройки, спровоцировать суффозию, оползни и возникновение шума, уровень которого превышает са нитарные нормы;
образование различных физических полей (тепловых, электромагнитных,
электрических и др.).
13.7 Для разработки защитных мероприятий от негативного воздействия строительства на окружающую среду в необходимых случаях следует выполнять прогнозные расчеты:
расчет эффекта барража при устройстве протяженных подземных сооружений, противофильтрационных завес, ограждающих конструкций котлованов, разделительных стенок и т.п.;
оценку оседания земной поверхности в связи с понижением уровня подземных вод;
прогноз развития неблагоприятных инженерно-геологических и геологических процессов (карста, суффозии, оползней и др.);
оценку влияния химического закрепления грунтов основания на свойства грунтов и подземных вод;
оценку влияния динамических и вибрационных воздействий при строительстве на основания и конструкции окружающей застройки и другие расчеты.
С целью определения количественной оценки влияния негативных факторов на окружающую среду необходимо выполнять прогноз изменения ее компонентов с учетом перечисленных факторов.
13.8 На основе анализа изменений компонентов окружающей среды обосновывают и разрабатывают мероприятия по защите природного комплекса территории и населения от негативных процессов (мероприятия по защите грунтов и подземных вод от загрязнений, водозащитные, противокарстовые, противооползневые и другие мероприятия).
Эти мероприятия должны обеспечить снижение или ликвидацию неблагоприятных воздействий на окружающую среду и уменьшение вероятности возникновения аварий.
В необходимых случаях следует организовывать экологический мониторинг воздействия строительства на окружающую среду, наблюдения за изменением окружающей природной среды при опасности загрязнения грунтов и подземных вод, газовыделении, радиационном излучении и т.п.
Приложение А
(обязательное)
Термины и определения
В настоящем СП применены следующие термины с соответствующими определениями:
основание сооружения: Массив грунта, взаимодействующий с сооружением.
фундамент сооружения: Часть сооружения, которая служит для передачи нагрузки от сооружения на основание.
подземное сооружение или подземная часть сооружения: Сооружение или часть сооружения, расположенная ниже уровня поверхности земли (планировки).
малозаглубленный фундамент: Фундамент с глубиной заложения подошвы выше расчетной глубины сезонного промерзания грунта.
осадки: Вертикальные составляющие деформаций основания, происходящие в результате внешних воздействий и в отдельных случаях от собственного веса грунта, не сопровождающиеся изменением его структуры.
просадки: Вертикальные составляющие деформаций основания, происходящие в результате изменения структуры грунта под воздействием как внешних нагрузок и собственного веса грунта, так и дополнительных факторов, таких, например, как замачивание просадочного грунта, оттаивание ледовых прослоек в замерзшем грунте и т.п. подъемы и осадки: Вертикальные составляющие деформаций основания,
связанные с изменением объема грунтов при изменении их влажности или воздействии химических веществ (набухание и усадка) и при замерзании воды и оттаивании льда в порах грунта (морозное пучение и оттаивание грунта).
оседания: Вертикальные составляющие деформаций земной поверхности, вызываемые разработкой полезных ископаемых, изменением гидрогеологических условий, понижением уровня подземных вод, карстово-суффозионными процессами и т.п.
горизонтальные перемещения: Горизонтальные составляющие деформаций основания, связанные с действием горизонтальных нагрузок на основание (фундаменты распорных систем, подпорные стены и т.д.) или со значительными деформациями поверхности при оседаниях, просадках грунтов от собственного веса и т.п.
провалы: Вертикальные составляющие деформаций земной поверхности с
нарушением сплошности грунтов, образующиеся вследствие обрушения толщи грунтов над карстовыми полостями, горными выработками или зонами суффозионного выноса грунта.
малоэтажные здания: Жилые и общественные здания высотой, не превышающей три этажа.
высотные здания: Здания высотой более 75 м.
уникальные сооружения: Сооружения, для которых удовлетворяется одно из требований:
высота более 100 м;
пролет более 100 м;
глубина подземной части или заглубление подземного сооружения более чем 10 м ниже планировочной отметки;
вылет консолей более 20 м;
наличие конструкций и конструктивных систем, в отношении которых применяются нестандартные методы расчета с учетом физических или геометрических нелинейных свойств либо разрабатываются специальные методы расчета.
водоупор или водоупорный слой грунта: Малопроницаемый слой грунта, фильтрацией подземных вод через который можно пренебречь.
барражный эффект: Подъем уровня подземных вод на пути фильтрационного потока перед преградой.
особые условия: Условия, характеризующиеся наличием:
неблагоприятных геологических и инженерно-геологических процессов (карст, суффозия, горные подработки, оползни и т.д.);
сейсмических, динамических, вибрационных и других воздействий;
специфических грунтов (просадочные, набухающие, засоленные и др.).
силы отрицательного (негативного) трения: Силы, возникающие на боковой поверхности фундаментов и подземных частей сооружений, при перемещении грунтов вниз относительно них.
армированный массив грунта: Массив грунта, для которого в заданной области по глубине и в плане проведены мероприятия, направленные на повышение прочностных и деформационных характеристик путем устройства грунтовых свай, частичного закрепления грунтового массива и т.п.
выравнивание сооружения: Подъем сооружения или отдельных его частей с помощью домкратов или других приспособлений при неравномерных деформациях, превышающих предельные.
компенсационные мероприятия: Мероприятия, направленные на сохранение или восстановление напряженно-деформированного состояния оснований реконструируемых сооружений или сооружений окружающей застройки и
гидрогеологического режима.
окружающая застройка: Существующие здания, сооружения и инженерные коммуникации, расположенные вблизи объектов нового строительства или реконструкции.
зона влияния нового строительства или реконструкции: Расстояние, за пределами которого негативное воздействие на окружающую застро йку пренебрежимо мало.
специализированные организации: Организации основным направлением деятельности которых является выполнение комплексных инженерных изысканий и проектирование оснований, фундаментов и подземных частей сооружений, располагающие квалифицированным и опытным персоналом, в т.ч. с обязательным привлечением научных кадров, соответствующим сертифицированным оборудованием и программным обеспечением.
Приложение Б
(рекомендуемое)
Нормативные значения прочностных и деформационных характеристик грунтов
Б.1 Характеристики грунтов, приведенные в таблицах Б.1—Б.8, допускается использовать в расчетах оснований сооружений в соответствии с указаниями 5.3.18.
Б.2 Характеристики песков в таблице Б.1 относятся к кварцевым пескам с зернами различной окатанности, содержащим не более 20 % полевого шпата и не более 5 % в сумме различных примесей (слюда, глауконит и пр.), включая органическое вещество, независимо от степени влажности грунтов Sr.
Б.3 Характеристики глинистых грунтов в таблицах Б.2 и Б.3 относятся к грунтам,
содержащим не более 5 % органического вещества и имеющим степень влажности Sr 0,8.
Б.4 Характеристики, приведенные в таблице Б.8, распространяются на намывные
пески в возрасте не менее 4 лет.
Б.5 Для грунтов с промежуточными значениями е, не указанными в таблицах
Б.1—Б.8, значения сп, п и Е определяют интерполяцией.
Если значения е, IL и Sr грунтов выходят за пределы, предусмотренные таблицами
Б.1—Б.8, характеристики сп, п и Е следует определять по данным непосредственных испытаний этих грунтов.
Допускается в запас надежности принимать характеристики сп, п и Е по соответствующим нижним пределам е, IL и Sr в таблицах Б.1—Б.8, если грунты имеют значения е, IL и Sr меньше этих предельных значений.
Б.6 Для определения значений сп, п и Е по таблицам Б.1—Б.8 используют нормативные значения е, IL и Sr.
Т а б л и ц а Б.1 — Нормативные значения удельного сцепления сп, кПа, угла внутреннего трения п, град., и модуля деформации Е, МПа, песков четвертичных отложений
Т а б л и ц а Б.2 — Нормативные значения удельного сцепления сп, кПа, угла внутреннего трения п, град., глинистых нелессовых грунтов четвертичных отложений
Т а б л и ц а Б.3 — Нормативные значения модуля деформации Е, Мпа, глинистых нелессовых грунтов
Окончание таблицы Б.5
Т а б л и ц а Б.6 — Нормативные значения удельного сцепления сп, кПа, угла внутреннего трения n, град., и модуля деформации Е, МПа, элювиальных глинистых грунтов магматических и метаморфических пород
Т а б л и ц а Б.7 — Нормативные значения удельного сцепления сп, кПа, угла внутреннего трения n, град., и модуля деформации Е, МПа, элювиальных глинистых грунтов осадочных аргиллито-алевролитовых пород
Т а б л и ц а Б.8 — Нормативные значения удельного сцепления сп, кПа, угла внутреннего трения п, град., и модуля деформации E, МПа песчаных намывных грунтов
Приложение В
(рекомендуемое)
Расчетные сопротивления грунтов оснований
В.1 Расчетные сопротивления грунтов основания R0, приведенные в таблицах В.1—В.10, предназначены для предварительного определения размеров фундаментов. Область применения значений R0 и R´0 указана в 5.6.12 для таблиц В.1—В.3, в 6.1.9 — для таблицы В.4, в 6.4.19 — для таблицы В.5, в 6.5.16 — для таблиц В.6—В.8, в 6.6.15 — для таблицы В.9 и в 7.5 — для таблицы В.10.
В.2 Для грунтов с промежуточными значениями е и IL (см. таблицы В.1—В.3, В.7, В.8), ρd и Sr (см таблицу В.4), Sr (см. таблицу В.9), а также для фундаментов с промежуточными значениями λ (см. таблицу В.10) значения R0 и R´0 определяют интерполяцией.
В.3 Значения R0 (см. таблицы В.1 — В.9) относятся к фундаментам с шириной b = 1 м и глубиной заложения d = 2 м. При использовании значений R0 для предварительного назначения размеров фундаментов в соответствии с указаниями 5.6.12, 6.1.9, 6.4.19, 6.5.16,
6.6.15, 7.5 расчетное сопротивление грунта основания R, кПа, допускается определять по формулам:
при d ≤2 м
при d > 2 м
R = R0[1 + k1(b – b0)/b0] (d + d0)/2d0; (В.1)
R = R0[1 + k1(b – b0)/b0] + k2γ II(d – d0), (В.2)
где b и d — соответственно ширина и глубина заложения проектируемого фундамента, м;
γ II — расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м3;
k1 — коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, кроме пылеватых песков, — k1 = 0,125, пылеватыми песками, супесями, суглинками и глинами — k1 = 0,05;
k2 — коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, — k2 = 0,25, супесями и суглинками — k2 = 0,2 и глинами — k2 = 0,15.
П р и м е ч а н и е — Для сооружений с подвалом шириной В ≤ 20 м и глубиной db2 м учитываемая в расчете глубина заложения наружных и внутренних фундаментов принимается равной: d = d1 + 2 м, d1 — приведенная глубина заложения фундамента, определяемая по формуле (5.8). При В > 20 м принимается d = d1.
Т а б л и ц а В.1 — Расчетные сопротивления R0 крупнообломочных грунтов
Т а б л и ц а В.5 — Расчетные сопротивления R0 заторфованных песков
Т а б л и ц а В.6 — Расчетные сопротивления R0 элювиальных крупнообломочных грунтов
Таблица В.9 — Расчетные сопротивления R0 насыпных грунтов
Т а б л и ц а В.10 — Расчетные сопротивления грунтов обратной засыпки R0 для выдергиваемых фундаментов опор воздушных линий электропередачи
Приложение Г
(рекомендуемое)
Определение осадки основания фундамента методом линейно-деформируемого слоя
Г.1 Среднюю осадку основания фундамента
s , см, с использованием расчетной
схемы в виде линейно-деформируемого слоя (рисунок Г.1), определяют по формуле
s pbkc
k m
n k i i 1
k i 1 , (Г.1)
Ei
где р — среднее давление под подошвой фундамента;
b — ширина прямоугольного или диаметр круглого фундамента;
kc и km — коэффициенты, принимаемые по таблицам Г.1 и Г.2;
n — число слоев, различающихся по сжимаемости в пределах расчетной толщи
слоя Н, определяемой по формуле (Г.2);
ki и ki-1 — коэффициенты, определяемые по таблице Г.3 в зависимости от формы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, на которой расположены подошва и кровля i-го слоя соответственно;
Еi — модуль деформации i-го слоя грунта.
П р и м е ч а н и я
1 Формула (Г.1) служит для определения средней осадки основания фундамента, загруженного равномерно распределенной по ограниченной площади нагрузкой.
2 Формулу (Г.1) допускается применять в случаях, указанных в 5.6.6.
Т а б л и ц а Г.1
Т а б л и ц а Г.3
Окончание таблицы Д.1
Приложение Е
(обязательное)
Категории технического состояния существующих сооружений
Т а б л и ц а Е.1
Приложение Ж
(рекомендуемое)
Предельные дополнительные деформации основания фундаментов реконструируемых сооружений
Т а б л и ц а Ж.1
Приложение И
(рекомендуемое)
Физико-механические характеристики органоминеральных и органических грунтов
И.1 Значения характеристик грунтов, приведенные в таблицах И.1—И.4, допускается использовать для предварительной оценки оснований, сложенных из органоминеральных и органических грунтов (см. 6.4.7).
Т а б л и ц а И.1 — Средние значения физико-механических характеристик открытого торфа
Т а б л и ц а И.3 — Средние значения модуля деформации илов
Т а б л и ц а И.4 — Значения физико-механических характеристик сапропелей
Приложение К
(рекомендуемое)
Физико-механические характеристики элювиальных грунтов
К.1 Значения характеристик грунтов, приведенные в таблицах К.1—К.3, допускается использовать для предварительной оценки оснований, сложенных из этих грунтов (см. 6.5.9, 6.5.12).
Т а б л и ц а К.1 — Средние значения физических характеристик и предела прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии Rc элювия скальных грунтов магматических пород
Т а б л и ц а К.2 — Значения предела прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии Rc элювия скальных грунтов осадочных сцементированных пород
Т а б л и ц а К.3 — Значения модуля деформации разновидностей элювиальных крупнообломочных грунтов
Приложение Л
(обязательное)
Предельные дополнительные деформации основания фундаментов сооружений окружающей застройки, расположенных в зоне влияния нового строительства или реконструкции
Т а б л и ц а Л.1
Приложение М
(обязательное)
Контролируемые параметры при геотехническом мониторинге
М.1 В таблицах М.1—М.6 знак «+» обозначает контролируемые параметры, которые необходимо фиксировать в процессе геотехнического мониторинга, знак « » обозначает контролируемые параметры, которые не требуется фиксировать при выполнении геотехнического мониторинга.
М.2 При геотехническом мониторинге вновь возводимых и реконструируемых
сооружений по специальному заданию, в том числе научно-технического сопровождения (см. 4.16), допускается дополнительно производить фиксацию контролируемых параметров, не указанных в таблицах М.1—М.4.
М.3 При геотехническом мониторинге сооружений окружающей застройки по специальному заданию, в том числе научно-технического сопровождения (см. 4.16), допускается производить фиксацию иных контролируемых параметров, помимо указанных в таблице М.5 (дополнительная разность углов наклона подошвы фундамента и др.).
Т а б л и ц а М.1 — Контролируемые параметры при геотехническом мониторинге оснований (без учета массива грунта, окружающего сооружение), фундаментов и конструкций вновь возводимых сооружений
оснований (без учета массива грунта, окружающего сооружение), фундаментов и конструкций реконструируемых сооружений
Т а б л и ц а М.4 — Контролируемые параметры при геотехническом мониторинге массива грунта, окружающего вновь возводимые и реконструируемые сооружения I и II уровней ответственности
Т а б л и ц а М.6 — Контролируемые параметры при геотехническом мониторинге подземных инженерных коммуникаций, расположенных в зоне влияния нового строительства (реконструкции) или прокладки
инженерных подземных коммуникаций
Приложение Н
(обязательное)
Основные буквенные обозначения
Коэффициенты надежности
f — по нагрузке;
m — по материалу;
g — по грунту;
n — по назначению сооружения;
c — коэффициент условий работы.
Характеристики грунтов
X — среднее значение характеристики;
Хп — нормативное значение;
X — расчетное значение;
— доверительная вероятность (обеспеченность) расчетных значений;
ρ — плотность;
ρd — плотность в сухом состоянии;
ρbf — плотность обратной засыпки;
е — коэффициент пористости;
w — влажность природная;
wp — влажность на границе пластичности (раскатывания);
wL — влажность на границе текучести;
weq — конечная (установившаяся) влажность;
wsat — влажность, соответствующая полному водонасыщению;
wsl — начальная просадочная влажность;
wsv — влажность набухания;
wsh — влажность на пределе усадки;
Sr — коэффициент водонасыщения;
IL — показатель текучести;
— удельный вес;
sb — удельный вес с учетом взвешивающего действия воды;
psl — начальное просадочное давление;
psw — давление набухания;
sl — относительная просадочность;
sw — относительное набухание;
sh — относительная линейная усадка;
sf — относительное суффозионное сжатие;
Ir — относительное содержание органического вещества;
Ddp — степень разложения органического вещества;
с — удельное сцепление;
— угол внутреннего трения;
Е — модуль деформации;
v — коэффициент поперечной деформации;
Rc — предел прочности на одноосное сжатие скальных грунтов;
cv — коэффициент консолидации.
Нагрузки, напряжения, сопротивления
F — сила, расчетное значение силы;
f — сила на единицу длины;
Fv, Fh — вертикальная и горизонтальная составляющие силы;
Fs,a, Fs,r — силы, действующие по плоскости скольжения, соответственно
сдвигающие и удерживающие (активные и реактивные);
N — сила, нормальная к подошве фундамента;
п — то же, на единицу длины;
G — собственный вес фундамента;
q — равномерно распределенная вертикальная пригрузка;
р — среднее давление под подошвой фундамента;
σ — нормальное напряжение;
— касательное напряжение;
u — давление в поровой воде;
σt — полное нормальное напряжение;
σz — эффективное вертикальное нормальное напряжение суммарное;
σzg — то же, от собственного веса грунта;
σzp — то же, от внешней нагрузки (давления фундамента);
R — расчетное сопротивление грунта основания;
R0 — расчетное сопротивление грунта основания для предварительного назначения размеров фундаментов;
Fu — сила предельного сопротивления основания, соответствующая исчерпанию его несущей способности.
Деформации оснований и сооружений
s — средняя осадка основания фундамента;
ssl — просадка основания;
hsw — подъем основания при набухании грунта;
ssh — осадка основания в результате высыхания набухшего грунта;
ssf — суффозионная осадка;
s — разность осадок (просадок) фундаментов;
i — крен фундамента (сооружения);
υ — относительный угол закручивания;
uh — горизонтальное перемещение;
su — предельное значение деформации основания фундаментов;
su,s — то же, по технологическим требованиям;
su.f — то же, по условиям прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций.
Геометрические характеристики
b — ширина подошвы фундамента;
В — ширина подвала;
Bw — ширина источника замачивания (замачиваемой площади);
l — длина подошвы фундамента;
ε = l / b — соотношение сторон подошвы фундамента;
А — площадь подошвы фундамента;
L — длина здания;
d, dn, d1 — глубина заложения фундамента соответственно от уровня планировки, от поверхности природного рельефа и приведенная от пола подвала;
db — глубина подвала от уровня планировки;
df, dfn — глубина сезонного промерзания грунта соответственно расчетная и
нормативная;
dw — глубина расположения уровня подземных вод;
λ = d / b — относительное заглубление фундамента;
h — толщина слоя грунта;
Нс — глубина сжимаемой толщи;
Hsl — толщина слоя просадочных грунтов (просадочная толща);
hsl — толщина зоны просадки;
hsl,p — то же, от внешней нагрузки;
hsl,g — то же, от собственного веса грунта;
Hsw — толщина зоны набухания;
Hsh — то же, усадки;
Hl — толщина выщелачиваемой зоны;
z — глубина (расстояние) от подошвы фундамента;
δ = 2z / b — относительная глубина;
DL — отметка планировки;
NL — отметка поверхности природного рельефа;
FL — отметка подошвы фундамента;
B.С — нижняя граница сжимаемой толщи;
B.SL — то же, просадочной толщи;
B.SW — нижняя граница зоны набухания;
B.SH — то же, зоны усадки;
WL — уровень подземных вод.
Библиография
[1] СП 11-102-97 Инженерно-экологические изыскания для строительства
[2] СП 11-104-97 Инженерно-геодезические изыскания для строительства
[3] СП 11-105-97 Инженерно-геологические изыскания для строительства (ч. I—III, V) [4] СП 50-101-2004 Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений
Основания зданий и сооружений
Актуализированная редакция 2.02.01-83*
Дата введения 2011-05-20
Содержание
6.8 Пучинистые грунты
6.9 Закрепленные грунты
6.10 Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях
6.11 Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых на закарстованных территориях
6.12 Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых в сейсмических районах
6.13 Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых вблизи источников динамических воздействий
7 Особенности проектирования оснований опор воздушных линий электропередачи
8 Особенности проектирования оснований малоэтажных зданий
9 Особенности проектирования оснований подземных частей сооружений и геотехнический прогноз
10 Особенности проектирования оснований высотных зданий
11 Водопонижение
12 Геотехнический мониторинг
13 Экологические требования при проектировании оснований
Приложение А (обязательное) Термины и определения
Приложение Б (рекомендуемое) Нормативные значения прочностных и деформационных характеристик грунтов
Приложение В (рекомендуемое) Расчетные сопротивления грунтов оснований
Приложение Г (рекомендуемое) Определение осадки основания фундамента методом
линейно-деформируемого слоя
Приложение Д (рекомендуемое) Предельные деформации основания фундаментов объектов нового строительства
Приложение Е (обязательное) Категории технического состояния существующих сооружений
Приложение Ж (рекомендуемое) Предельные дополнительные деформации основания фундаментов реконструируемых сооружений
Приложение И (рекомендуемое) Физико-механические характеристики органоминеральных и органических грунтов
Приложение К (рекомендуемое) Физико-механические характеристики элювиальных грунтов
Приложение Л (обязательное) Предельные дополнительные деформации основания фундаментов сооружений окружающей застройки, расположенных в зоне влияния нового строительства или реконструкции
Приложение М (обязательное) Контролируемые параметры при геотехническом мониторинге
Приложение Н (обязательное) Основные буквенные обозначения
Библиография
6.8 Пучинистые грунты
6.9 Закрепленные грунты
6.10 Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях
6.11 Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых на закарстованных территориях
6.12 Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых в сейсмических районах
6.13 Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых вблизи источников динамических воздействий
7 Особенности проектирования оснований опор воздушных линий электропередачи
8 Особенности проектирования оснований малоэтажных зданий
9 Особенности проектирования оснований подземных частей сооружений и геотехнический прогноз
10 Особенности проектирования оснований высотных зданий
11 Водопонижение
12 Геотехнический мониторинг
13 Экологические требования при проектировании оснований
Приложение А (обязательное) Термины и определения
Приложение Б (рекомендуемое) Нормативные значения прочностных и деформационных характеристик грунтов
Приложение В (рекомендуемое) Расчетные сопротивления грунтов оснований
Приложение Г (рекомендуемое) Определение осадки основания фундамента методом
линейно-деформируемого слоя
Приложение Д (рекомендуемое) Предельные деформации основания фундаментов объектов нового строительства
Приложение Е (обязательное) Категории технического состояния существующих сооружений
Приложение Ж (рекомендуемое) Предельные дополнительные деформации основания фундаментов реконструируемых сооружений
Приложение И (рекомендуемое) Физико-механические характеристики органоминеральных и органических грунтов
Приложение К (рекомендуемое) Физико-механические характеристики элювиальных грунтов
Приложение Л (обязательное) Предельные дополнительные деформации основания фундаментов сооружений окружающей застройки, расположенных в зоне влияния нового строительства или реконструкции
Приложение М (обязательное) Контролируемые параметры при геотехническом мониторинге
Приложение Н (обязательное) Основные буквенные обозначения
Библиография
6.8 Пучинистые грунты
6.8.1 Основания, сложенные пучинистыми грунтами, должны проектироваться с учетом способности таких грунтов при сезонном или многолетнем промерзании увеличиваться в объеме, что сопровождается подъемом поверхности грунта и развитием сил морозного пучения, действующих на фундаменты и другие конструкции сооружений. При последующем оттаивании пучинистого грунта происходит его осадка.
6.8.2 К пучинистым грунтам относятся глинистые грунты, пески пылеватые и мелкие, а также крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем, имеющие к началу промерзания влажность выше определенного уровня (ГОСТ 25100). При проектировании фундаментов на основаниях, сложенных пучинистыми грунтами, следует учитывать возможность повышения влажности грунта за счет подъема уровня подземных вод, инфильтрации поверхностных вод и экранирования поверхности.
6.8.3 Пучинистые грунты характеризуются:
абсолютной деформацией морозного пучения hf, представляющей подъем ненагруженной поверхности промерзающего грунта;
относительной деформацией (интенсивностью) морозного пучения ƒh — отношением hf к толщине промерзающего слоя df;
вертикальным давлением морозного пучения подошве фундамента;
горизонтальным давлением морозного пучения
р fh , v
, действующим нормально к боковой поверхности фундамента;
р fh , h
удельным значением касательной силы морозного пучения fh, действующей вдоль боковой поверхности фундамента.
Указанные характеристики должны устанавливаться на основе опытных данных с учетом возможного изменения гидрогеологических условий. Для сооружений III уровня ответственности допускается определять значения ƒh в зависимости от параметра Rf (рисунок 6.9), вычисляемого по формуле w(w – wcr ) 2
R f 0,67ρ d
0,012 (w – 0,1)
wsat w p M 0
, (6.31)
где w, wp — влажность в пределах слоя промерзающего грунта соответственно природная и на границе раскатывания, доли единицы;
wсr — критическая влажность, доли единицы, ниже значения которой в промерзающем пучинистом грунте прекращается перераспределение влаги, вызывающей морозное пучение; определяется по графикам (см. рисунок 6.10);
wsat — полная влагоемкость грунта, доли единицы;
ρd — плотность сухого грунта, т/м3;
M0 — безразмерный коэффициент, численно равный абсолютному значению средней многолетней температуры воздуха за зимний период, определяемый в соответствии с СНиП 23-01.
6.8.4 По степени пучинистости грунты подразделяют в зависимости от ƒh на пять групп (ГОСТ 25100). Принадлежность глинистого грунта к одной из групп также может быть оценена по параметру Rƒ (см. рисунок 6.9).
6.8.5 Расчет оснований, сложенных пучинистыми грунтами, должен выполняться в соответствии с рекомендациями раздела 5 и предусматривать проверку устойчивости фундаментов при действии сил морозного пучения.
6.8.6 Расчет устойчивости фундаментов на воздействие касательных сил морозного пучения, действующих вдоль боковой поверхности фундаментов, должен выполняться при заложении подошвы фундаментов ниже расчетной глубины промерзания пучинистых грунтов.
Устойчивость фундаментов проверяют по формуле
τ fh A fh – F
γ c
6.8.1 Основания, сложенные пучинистыми грунтами, должны проектироваться с учетом способности таких грунтов при сезонном или многолетнем промерзании увеличиваться в объеме, что сопровождается подъемом поверхности грунта и развитием сил морозного пучения, действующих на фундаменты и другие конструкции сооружений. При последующем оттаивании пучинистого грунта происходит его осадка.
6.8.2 К пучинистым грунтам относятся глинистые грунты, пески пылеватые и мелкие, а также крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем, имеющие к началу промерзания влажность выше определенного уровня (ГОСТ 25100). При проектировании фундаментов на основаниях, сложенных пучинистыми грунтами, следует учитывать возможность повышения влажности грунта за счет подъема уровня подземных вод, инфильтрации поверхностных вод и экранирования поверхности.
6.8.3 Пучинистые грунты характеризуются:
абсолютной деформацией морозного пучения hf, представляющей подъем ненагруженной поверхности промерзающего грунта;
относительной деформацией (интенсивностью) морозного пучения ƒh — отношением hf к толщине промерзающего слоя df;
вертикальным давлением морозного пучения подошве фундамента;
горизонтальным давлением морозного пучения
р fh , v
, действующим нормально к боковой поверхности фундамента;
р fh , h
удельным значением касательной силы морозного пучения fh, действующей вдоль боковой поверхности фундамента.
Указанные характеристики должны устанавливаться на основе опытных данных с учетом возможного изменения гидрогеологических условий. Для сооружений III уровня ответственности допускается определять значения ƒh в зависимости от параметра Rf (рисунок 6.9), вычисляемого по формуле w(w – wcr ) 2
R f 0,67ρ d
0,012 (w – 0,1)
wsat w p M 0
, (6.31)
где w, wp — влажность в пределах слоя промерзающего грунта соответственно природная и на границе раскатывания, доли единицы;
wсr — критическая влажность, доли единицы, ниже значения которой в промерзающем пучинистом грунте прекращается перераспределение влаги, вызывающей морозное пучение; определяется по графикам (см. рисунок 6.10);
wsat — полная влагоемкость грунта, доли единицы;
ρd — плотность сухого грунта, т/м3;
M0 — безразмерный коэффициент, численно равный абсолютному значению средней многолетней температуры воздуха за зимний период, определяемый в соответствии с СНиП 23-01.
6.8.4 По степени пучинистости грунты подразделяют в зависимости от ƒh на пять групп (ГОСТ 25100). Принадлежность глинистого грунта к одной из групп также может быть оценена по параметру Rƒ (см. рисунок 6.9).
6.8.5 Расчет оснований, сложенных пучинистыми грунтами, должен выполняться в соответствии с рекомендациями раздела 5 и предусматривать проверку устойчивости фундаментов при действии сил морозного пучения.
6.8.6 Расчет устойчивости фундаментов на воздействие касательных сил морозного пучения, действующих вдоль боковой поверхности фундаментов, должен выполняться при заложении подошвы фундаментов ниже расчетной глубины промерзания пучинистых грунтов.
Устойчивость фундаментов проверяют по формуле
τ fh A fh – F
γ c
|
Frf
n
, (6.32)
где fh — значение расчетной удельной касательной силы пучения, кПа, принимаемое по 6.8.7;
Аfh — площадь боковой поверхности фундамента, находящейся в пределах расчетной глубины сезонного промерзания, м2;
n
, (6.32)
где fh — значение расчетной удельной касательной силы пучения, кПа, принимаемое по 6.8.7;
Аfh — площадь боковой поверхности фундамента, находящейся в пределах расчетной глубины сезонного промерзания, м2;
F — расчетная постоянная нагрузка, кН, при коэффициенте надежности по нагрузке f = 0,9;
Frf — расчетное значение силы, кН, удерживающей фундамент от выпучивания вследствие трения его боковой поверхности о талый грунт, лежащий ниже расчетной глубины промерзания;
c — коэффициент условий работы, принимаемый равным 1,0;
n — коэффициент надежности, принимаемый равным 1,1.
1, 2 — супеси; 3 — суглинки; 4 — суглинки с 0,07<IP≤0,13; 5 — суглинки с 0,13<IP≤0,17; 6 — глины (в грунтах 2, 4 и
5 содержание пылеватых частиц размером 0,05—0,005 мм составляет более 50 % по массе); а — практически
непучинистый; б — слабопучинистый; в — среднепучинистый; г — сильнопучинистый; д — чрезмернопучинистый
Рисунок 6.9 — Взаимосвязь параметра Rƒ и относительной деформации пучения ƒh
Рисунок 6.10 — Зависимость критической влажности wсr от числа пластичности JP и предела текучести грунта wL
6.8.7 Значение расчетной удельной касательной силы пучения fh должно определяться опытным путем. При отсутствии опытных данных допускается принимать значения fh по таблице 6.11 в зависимости от вида и характеристик грунта.
6.8.8 Пучинистые свойства крупнообломочных грунтов и песков, содержащих пылевато-глинистые фракции, а также супесей при Ip < 0,02 определяются через показатель дисперсности D. Эти грунты относятся к непучинистым при D < 1, к пучинистым – при D ≥ 1. Для слабопучинистых грунтов показатель D изменяется в пределах 1 < D < 5. Значение D определяется по формуле
D k / d
2
e , (6.33)
где k — коэффициент, равный 1,85×10-4 см3;
е — коэффициент пористости;
Frf — расчетное значение силы, кН, удерживающей фундамент от выпучивания вследствие трения его боковой поверхности о талый грунт, лежащий ниже расчетной глубины промерзания;
c — коэффициент условий работы, принимаемый равным 1,0;
n — коэффициент надежности, принимаемый равным 1,1.
1, 2 — супеси; 3 — суглинки; 4 — суглинки с 0,07<IP≤0,13; 5 — суглинки с 0,13<IP≤0,17; 6 — глины (в грунтах 2, 4 и
5 содержание пылеватых частиц размером 0,05—0,005 мм составляет более 50 % по массе); а — практически
непучинистый; б — слабопучинистый; в — среднепучинистый; г — сильнопучинистый; д — чрезмернопучинистый
Рисунок 6.9 — Взаимосвязь параметра Rƒ и относительной деформации пучения ƒh
Рисунок 6.10 — Зависимость критической влажности wсr от числа пластичности JP и предела текучести грунта wL
6.8.7 Значение расчетной удельной касательной силы пучения fh должно определяться опытным путем. При отсутствии опытных данных допускается принимать значения fh по таблице 6.11 в зависимости от вида и характеристик грунта.
6.8.8 Пучинистые свойства крупнообломочных грунтов и песков, содержащих пылевато-глинистые фракции, а также супесей при Ip < 0,02 определяются через показатель дисперсности D. Эти грунты относятся к непучинистым при D < 1, к пучинистым – при D ≥ 1. Для слабопучинистых грунтов показатель D изменяется в пределах 1 < D < 5. Значение D определяется по формуле
D k / d
2
e , (6.33)
где k — коэффициент, равный 1,85×10-4 см3;
е — коэффициент пористости;
d — средний диаметр частиц грунта, см, определяемый по формуле
d ( p1 / d1
p2 / d2
...
pi / di )
1 , (6.34)
где p1, p2, …, pi — процентное содержание отдельных фракций грунта, доли единицы;
d1, d2, …, di — средний диаметр частиц отдельных фракций, см.
p2 / d2
...
pi / di )
1 , (6.34)
где p1, p2, …, pi — процентное содержание отдельных фракций грунта, доли единицы;
d1, d2, …, di — средний диаметр частиц отдельных фракций, см.
Т а б л и ц а 6.11
Грунты и их характеристики |
Значения расчетной удельной касательной силы пучения fh, кПа, при глубине сезонного промерзания — оттаивания dth, м |
||
| До 1,5 | 2,5 | 3 и более | |
| Супеси, суглинки и глины при показателе текучести IL > 0,5, крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем, пески мелкие и пылеватые при показателе дисперсности D>5 и степени влажности Sr > 0,95 |
110 | 90 | 70 |
| Супеси, суглинки и глины при 0,25 < IL 0,5, крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем, пески мелкие и пылеватые при D>1 и степени влажности 0,8 < Sr 0,95 |
90 | 70 | 55 |
| Супеси, суглинки и глины при IL ≤ 0,25, крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем, пески мелкие и пылеватые при D>1 и степени влажности 0,6 <Sr 0,8 |
70 | 55 | 40 |
| П р и м е ч а н и я 1 Для промежуточных глубин промерзания fh принимается интерполяцией. 2 Показатель дисперсности грунта D определяется по формуле (6.33). 3 Значения fh для грунтов, используемых при обратной засыпке котлованов, принимается по первой строке таблицы.4 В зависимости от вида поверхности фундамента приведенные значения fh умножают на коэффициент:при гладкой бетонной необработанной – 1; при шероховатой бетонной с выступами и кавернами до 5 мм — 1,1— 1,2, до 20 мм — 1,25—1,5; при деревянной антисептированной — 0,9; при металлической без специальной обработки — 0,8. 5 Для сооружений III уровня ответственности значения fh умножают на коэффициент 0,9. |
|||
Frf
n
R fj Afj , (6.35)
j 1
где Rfj — расчетное сопротивление талых грунтов сдвигу по боковой поверхности фундамента в j-м слое, кПа; допускается применять в соответствии с нормативными документами по проектированию свайных фундаментов;
Afj — площадь вертикальной поверхности сдвига в j-м слое грунта ниже расчетной глубины промерзания, м2;
n — число слоев грунта.
6.8.10 При заложении фундаментов выше расчетной глубины промерзания пучинистых грунтов (малозаглубленные фундаменты) необходимо производить расчет по деформациям морозного пучения грунтов основания с учетом касательных и нормальных сил морозного пучения.
П р и м е ч а н и е — Малозаглубленные фундаменты допускается применять для сооружений III уровня ответственности и малоэтажных зданий (см. раздел 8) при нормативной глубине промерзания не более 1,7 м.
6.8.11 Расчетные деформации морозного пучения грунтов основания, определяемые с учетом нагрузки от сооружения, не должны превышать предельных значений, которые допускается принимать по аналогии с набухающими грунтами (см. приложение Д).
6.8.12 Если расчетные деформации морозного пучения основания малозаглубленных фундаментов больше предельных или устойчивость фундаментов на действие сил морозного пучения недостаточна, то кроме возможности изменения глубины заложения фундаментов следует рассмотреть необходимость применения мероприятий, уменьшающих силы и деформации морозного пучения, а также глубину промерзания (водозащитные, теплозащитные или физико-химические).
Если при применении указанных мероприятий деформации морозного пучения не исключены, следует предусматривать конструктивные мероприятия, назначаемые исходя из расчета фундаментов и конструкций сооружения с учетом возможных деформаций морозного пучения.
При проектировании оснований и фундаментов должны предусматриваться мероприятия, не допускающие увлажнения пучинистых грунтов основания, а также промораживания их в период строительства.
6.8.13 При незапланированной остановке строительства и при консервации сооружений необходимо до наступления зимнего периода выполнить мероприятия по предотвращению деформаций и разрушений, обусловленных процессами сезонного промерзания-оттаивания пучинистых грунтов основания.
6.8.14 Во избежание промерзания грунтов под подошвой фундаментов в подвальных и цокольных этажах недостроенных или построенных зданий без обеспечения теплового контура следует организовать временное отопление этих помещений в зимние месяцы или применение теплоизоляции.
6.8.15 Не допускается укладка фундаментов на промороженный грунт основания без проведения специальных исследований замерзшего грунта. Для предотвращения деформаций и разрушения фундаментов необходимо проводить проверку устойчивости фундаментов на действие касательных и нормальных сил морозного пучения.
При устройстве фундаментов в зимний период для предохранения грунтов от промерзания следует устраивать временные теплоизоляционные покрытия, параметры которых определяются в соответствии с теплотехническим расчетом.
6.9 Закрепленные грунты
6.9.1 Закрепление грунтов производят в целях повышения их прочности и водонепроницаемости в основании вновь строящихся или существующих сооружений. Возможность и способ закрепления грунтов основания существующих сооружений должны устанавливаться с учетом характера деформаций основания и категории технического состояния сооружений (см. приложение Е).
Массивы из закрепленного грунта (закрепленные массивы) могут быть использованы в качестве оснований фундаментов, а также временных и постоянных ограждающих конструкций котлованов, противофильтрационных завес и других заглубленных конструкций.
6.9.2 Для устройства закрепленных массивов грунта в зависимости от их назначения и инженерно-геологических условий применяют следующие способы закрепления:
инъекционный — путем нагнетания в грунт химических или цементационных растворов с помощью погружаемых инъекторов или через скважины (смолизация, силикатизация, цементация);
виброинъекционный — путем нагнетания в грунт химических или цементационных растворов через инъекторы при одновременном воздействии на закрепляемый грунт высокочастотной вибрации (смолизация, силикатизация, цементация);
буросмесительный — путем механического перемешивания грунта с цементным раствором, цементом, известью или другим вяжущим в сухом виде или в виде раствора в процессе бурения без извлечения грунта на поверхность с созданием элементов закрепленного грунта;
струйный («jet grouting») — позволяющий разрушать струей высокого давления грунт в скважине и смешивать его с цементным раствором путем нарушения естественной структуры грунтов с созданием элементов закрепленного грунта, обладающих заданными свойствами или полным замещением грунтов цементным раствором;
термический — путем спекания грунта в скважине высокотемпературными газами или с помощью электронагрева грунта.
Способ закрепления, рецептура растворов и технологические параметры должны обеспечивать необходимые расчетные физико-механические характеристики закрепленного грунта и удовлетворять требованиям по охране окружающей среды.
6.9.3 Инъекционный способ закрепления грунтов при инъекции через скважины и инъекторы следует применять в следующих грунтовых условиях:
силикатизация и смолизация — в песках с коэффициентом фильтрации 0,5 до 80 м/сут;
силикатизация — в просадочных грунтах при коэффициенте фильтрации не менее 0,2 м/сут и степени влажности Sr 0,7;
цементация (цементом общестроительного назначения с удельной поверхностью частиц не более 4×103 см2/г) — в трещиноватых скальных грунтах с удельным водопоглощением не менее 0,01 л/мин·м2, в крупнообломочных грунтах при коэффициенте фильтрации не менее 80 м/сут, а также для заполнения карстовых полостей и закрепления закарстованных пород;
цементация (цементом с высокодисперсным гранулометрическим составом с удельной поверхностью частиц более 1×104 см2/г) — в песках с коэффициентом фильтрации от 0,1 до 80 м/сут.
Виброинъекционная технология (силикатизация, смолизация, цементация) применяется в песках с коэффициентом фильтрации от 0,1 до 80 м/сут.
6.9.4 Буросмесительный способ следует применять для закрепления песков, илов независимо от степени влажности, а также лессовых просадочных грунтов с числом пластичности 0,02 — 0,15 в грунтовых условиях I типа просадочности.
Применение буросмесительного способа закрепления илов допускается для сооружения II уровня ответственности, а для закрепления лессовых просадочных грунтов для сооружений III уровня ответственности.
6.9.5 Струйный способ («jet grouting») предназначен для закрепления песчаных и глинистых грунтов при IL > 0,5, способных под воздействием энергии струи диспергироваться с разрушением структуры и смешиваться с цементным раствором.
6.9.6 Термический способ следует применять для закрепления лессовых просадочных грунтов со степенью влажности Sr 0,5.
6.9.7 Для химического закрепления используют в качестве крепителей водные растворы силиката натрия, акрилаты, лигниты, уретаны карбамидных и других синтетических смол, в качестве отвердителей — неорганические или органические кислоты и соли, а также газы. Для регулирования процессов гелеобразования или предварительной обработки закрепленного грунта применяют рецептурные добавки.
6.9.8 Для цементации грунтов следует применять цементационные растворы: цементные (при необходимости с химическими добавками), цементно-песчаные, цементно-глинистые, цементно-песчано-глинистые и др.), а также поризованные и вспененные растворы.
При наличии агрессивных подземных вод надлежит применять стойкие по отношению к ним цементы.
6.9.9 Рецептуры растворов для инъекционных и буросмесительных способов закрепления грунтов и физико-механические характеристики закрепленных грунтов должны уточняться по результатам их закрепления в лабораторных или полевых условиях.
6.9.10 Форму и размеры закрепленных массивов, а также физико-механические характеристики закрепленных грунтов следует устанавливать исходя из инженерно- геологических и гидрогеологических условий площадки, принятого способа и технологии работ по закреплению грунтов, а также результатов расчета оснований в соответствии с требованиями раздела 5 с учетом взаимодействия закрепленного массива с окружающим грунтом.
При наличии в основании специфических грунтов следует дополнительно учитывать требования раздела 6.
Основания, усиленные отдельными закрепленными массивами (столбами) диаметром от 0,6 до 1,0 м, должны проектироваться в соответствии со СП 24.13330.
Основания, усиленные отдельными закрепленными массивами, создающими эффект армирования грунта, должны проектироваться в соответствии с требованиями раздела 5.
6.9.11 При проектировании закрепления грунтов для выбора способа закрепления, состава раствора и прогнозирования физико-механических свойств закрепленных грунтов следует привлекать специализированные организации.
6.9.12 Материалы инженерно-геологических изысканий и лабораторных исследований помимо характеристик, указанных в 5.1.8, должны содержать данные о гранулометрическом составе и коэффициенте фильтрации грунта, химическом составе водных вытяжек грунтовых вод, а для закрепленных грунтов — прочность на одноосное сжатие Rc, МПа.
6.9.13 Проектом закрепления грунтов должны быть предусмотрены опытно-производственные работы по закреплению. На этапе проектирования назначаются расчетные технологические параметры. Рабочие технологические параметры уточняются по результатам опытно-производственных работ.
6.9.14 Проектирование закрепления грунтов производят в следующей последовательности:
на основании материалов изысканий и лабораторных исследований назначают способ закрепления грунтов, прочностные и деформационные характеристики закрепленного грунта. Допускается значения stb, cstb, Estb закрепляемых песков до получения результатов опытных работ принимать по таблице 6.12 в зависимости от прочности закрепленного грунта на одноосное сжатие Rc;
выбирают конструктивную схему закрепления грунтов основания: а) сплошное закрепление на заданную глубину; б) армирование грунтов основания отдельными опорами из закрепленного грунта; в) комбинированная схема, предусматривающая, например, сверху сплошное закрепление, а ниже — из отдельных опор;
назначают предварительные геометрические размеры закрепленного грунта в плане и по глубине. Минимальный вынос закрепления за контуры фундамента принимают по таблице 6.13 в зависимости от расчетного давления под подошвой фундамента и значения Rc;
производят расчет закрепленного основания по предельным состояниям в соответствии с указаниями раздела 5. По результатам расчета производят корректировку геометрических параметров закрепляемого грунта;
назначают радиус закрепления грунта от инъектора (скважины) в зависимости от коэффициента фильтрации по таблице 6.14;
Т а б л и ц а 6.12
Способы закрепления |
Характерис- тики грунта |
Средние значения характеристик закрепленных песков при их прочности Rc, МПа |
|||||
| 0,5 | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | ||
| Силикатизация двухрастворная |
cstb, МПа stb, град. Estb, МПа |
0,10 40 70 |
0,2 41 150 |
0,54 43 280 |
0,65 45 400 |
0,85 47 510 |
1,03 49 570 |
| Силикатизация однорастворная с H2SiF6 |
cstb, МПа stb, град. Estb, МПа |
0,10 40 40 |
0,21 41 90 |
0,55 44 170 |
0,65 45 250 |
— — — |
— — — |
| Силикатизация газовая | cstb, МПа stb, град. Estb, МПа |
0,10 39 40 |
0,2 40 80 |
0,55 44 160 |
0,65 45 230 |
— — — |
— — — |
| Смолизация | cstb, МПа stb, град. Estb, МПа |
0,10 39 50 |
0,2 41 110 |
0,50 42 220 |
0,59 44 320 |
0,73 45 410 |
0,96 47 480 |
Т а б л и ц а 6.13
| Расчетное давление под подошвой фундамента, КПа | Минимальный вынос закрепления за контур фундамента, м, при прочности закрепленного грунта Rc, МПа |
|||||
| 0,5 | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | |
| 200 400 600 800 1000 |
0,3 0,45 — — — |
0,25 0,35 0,45 — — |
0,20 0,25 0,35 0,5 — |
0,15 0,15 0,25 0,35 0,5 |
0,1 0,15 0,20 0,25 0,3 |
0,05 0,10 0,15 0,20 0,2 |
назначают схему расположения инъекторов (скважин) в плане и по глубине, обеспечивающую создание массива требуемой формы и размеров;
определяют потребные объемы закрепляющих реагентов на одну заходку инъектора (захватку скважины) и на весь объем закрепления;
назначают последовательность обработки инъекторов (скважин) и режим инъекции (давление, скорость инъекции), позволяющие обеспечить требуемую форму, размеры и прочность закрепленного грунта;
назначают расчетные параметры закрепленного грунта (Rс, stb, cstb, Estb);
разрабатывают технологический регламент и назначают расчетные технологические параметры закрепления.
Т а б л и ц а 6.14
определяют потребные объемы закрепляющих реагентов на одну заходку инъектора (захватку скважины) и на весь объем закрепления;
назначают последовательность обработки инъекторов (скважин) и режим инъекции (давление, скорость инъекции), позволяющие обеспечить требуемую форму, размеры и прочность закрепленного грунта;
назначают расчетные параметры закрепленного грунта (Rс, stb, cstb, Estb);
разрабатывают технологический регламент и назначают расчетные технологические параметры закрепления.
Т а б л и ц а 6.14
Способ закрепления |
Вид грунта |
Коэффициент фильтрации, м/сут | Радиус закрепления грунта, м |
Прочность закрепленного грунта Rc, МПа |
| Силикатизация двухрастворная на основе силиката натрия и хлористого кальция |
Пески | От 10 до 20 Св. 20 » 50 » 50 » 80 |
От 0,2 до 0,3 Св. 0,3 » 0,6 » 0,6 » 1,0 |
2—8 |
Способ закрепления |
Вид грунта |
Коэффициент фильтрации, м/сут |
Радиус закрепления грунта, м |
Прочность закрепленного грунта Rc, МПа |
| Силикатизация однорастворная с H2SiF6 |
Пески | От 1,0 до 10 Св. 10 » 50 |
От 0,3 до 0,5 Св. 0,5 » 0,8 |
1—5 |
| Силикатизация однорастворная двухкомпонентная с ответдителем: алюминат натрия или ортофосфорная кислота |
» | От 0,5 » 1,0 Св. 1,0 » 5,0 |
От 0,3 » 0,5 Св. 0,5 » 0,8 |
0,1—0,5 |
| Силикатизация газовая на основе силиката натрия и газа CO2 |
» | От 0,5 » 5,0 Св. 0,5 » 20 |
От 0,3 » 0,5 Св. 0,5 » 0,8 |
1—3,5 |
| Силикатизация однорастворная однокомпонентная |
Просадочный лессовый грунт |
От 0,2 » 0,5 Св. 0,5 » 2 |
От 0,4 » 0,6 Св. 0,6 » 1,0 |
0,5—3,5 |
| Смолизация однорастворная двухкомпонентная на основе карбамидной смолы и кислого отвердителя |
Пески | От 0,5 » 5 Св. 0,5 » 20 » 20 » 50 |
От 0,3 » 0,5 Св. 0,5 » 0,65 » 0,65 » 0,85 |
1,5—4,5 |
6.9.15. По результатам опытно-производственных работ уточняют рабочие технологические параметры и при необходимости выполняют корректировку проекта с уточнением расчетных параметров закрепленного грунта.
6.9.16. Последовательность создания закрепленного массива грунта должна исключать возникновение неравномерных осадок основания фундаментов возводимого или существующего сооружений (приложения Д, Ж и Л).
6.9.17. В проекте следует предусматривать контроль соответствия физико-механических характеристик закрепленного грунта проектным параметрам.
6.10 Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях
6.10.1 Основания сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях, должны проектироваться с учетом неравномерного оседания земной поверхности, сопровождаемого горизонтальными деформациями сдвигающегося грунта в результате производства горных работ и перемещения грунта в выработанное пространство.
Параметры деформаций земной поверхности, в том числе кривизна поверхности, ее наклоны и горизонтальные перемещения, а также вертикальные уступы должны определяться в соответствии с требованиями СП 21.13330. Эти параметры должны учитываться при назначении расчетных значений характеристик грунта.
6.10.2 Результаты инженерно-геологических изысканий с учетом горно-геологического обоснования строительной площадки должны включать:
оценку изменений геоморфологических и гидрогеологических условий участка застройки вследствие местного оседания земной поверхности (возможность образования провалов, активизации процесса сдвижения вследствие геологических нарушений, активизации оползневых процессов, изменения уровня подземных вод с учетом сезонных и многолетних перепадов, заболачивания территории и т.п.);
оценку возможных изменений физико-механических свойств грунтов вследствие изменения геологических и гидрогеологических условий площадки;
деформационные и прочностные характеристики грунтов, используемые при расчетах воздействий сдвигающегося грунта на заглубленные конструкции сооружений.
6.10.3 Расчетные значения прочностных и деформационных характеристик грунта для определения усилий, действующих на фундаменты в результате деформаций земной поверхности, следует принимать равными нормативным ( g = 1).
Значение модуля деформации грунта в горизонтальном направлении Eh допускается принимать равным 0,5 для глинистых грунтов и 0,65 — для песков от значения модуля деформации грунта Е в вертикальном направлении.
6.10.4 Расчетные сопротивления грунтов основания R должны определяться в соответствии с подразделом 5.6. При этом коэффициент условий работы с2 в формуле (5.7) для сооружений жесткой конструктивной схемы, имеющих поэтажные и фундаментные пояса с замкнутым контуром, следует принимать по таблице 6.15; в остальных случаях с2 = 1.
6.10.5 Значения коэффициента с2 > 1 по таблице 6.15 относят к сооружениям, в которых помимо поэтажных поясов предусмотрен также фундаментный пояс.
6.10.6 Для сооружений жесткой конструктивной схемы, для которых расчетные давления на основание приняты с коэффициентом с2 > 1, ширина подошвы бетонных и железобетонных монолитных и сборных фундаментов должна быть не менее 0,4 м.
6.10.7 Краевое давление на грунт под подошвой фундаментов, в том числе плитных, должно определяться с учетом дополнительных моментов, вызываемых деформацией земной поверхности при подработке.
Краевое давление не должно превышать 1,4R, в угловой точке — 1,5R.
6.10.8 Краевые давления на грунты основания плитных фундаментов сооружений башенного типа следует проверять с учетом наклона земной поверхности, ветровых нагрузок и возможного крена сооружений вследствие естественной неоднородности грунта основания.
Т а б л и ц а 6.15
6.9.16. Последовательность создания закрепленного массива грунта должна исключать возникновение неравномерных осадок основания фундаментов возводимого или существующего сооружений (приложения Д, Ж и Л).
6.9.17. В проекте следует предусматривать контроль соответствия физико-механических характеристик закрепленного грунта проектным параметрам.
6.10 Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях
6.10.1 Основания сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях, должны проектироваться с учетом неравномерного оседания земной поверхности, сопровождаемого горизонтальными деформациями сдвигающегося грунта в результате производства горных работ и перемещения грунта в выработанное пространство.
Параметры деформаций земной поверхности, в том числе кривизна поверхности, ее наклоны и горизонтальные перемещения, а также вертикальные уступы должны определяться в соответствии с требованиями СП 21.13330. Эти параметры должны учитываться при назначении расчетных значений характеристик грунта.
6.10.2 Результаты инженерно-геологических изысканий с учетом горно-геологического обоснования строительной площадки должны включать:
оценку изменений геоморфологических и гидрогеологических условий участка застройки вследствие местного оседания земной поверхности (возможность образования провалов, активизации процесса сдвижения вследствие геологических нарушений, активизации оползневых процессов, изменения уровня подземных вод с учетом сезонных и многолетних перепадов, заболачивания территории и т.п.);
оценку возможных изменений физико-механических свойств грунтов вследствие изменения геологических и гидрогеологических условий площадки;
деформационные и прочностные характеристики грунтов, используемые при расчетах воздействий сдвигающегося грунта на заглубленные конструкции сооружений.
6.10.3 Расчетные значения прочностных и деформационных характеристик грунта для определения усилий, действующих на фундаменты в результате деформаций земной поверхности, следует принимать равными нормативным ( g = 1).
Значение модуля деформации грунта в горизонтальном направлении Eh допускается принимать равным 0,5 для глинистых грунтов и 0,65 — для песков от значения модуля деформации грунта Е в вертикальном направлении.
6.10.4 Расчетные сопротивления грунтов основания R должны определяться в соответствии с подразделом 5.6. При этом коэффициент условий работы с2 в формуле (5.7) для сооружений жесткой конструктивной схемы, имеющих поэтажные и фундаментные пояса с замкнутым контуром, следует принимать по таблице 6.15; в остальных случаях с2 = 1.
6.10.5 Значения коэффициента с2 > 1 по таблице 6.15 относят к сооружениям, в которых помимо поэтажных поясов предусмотрен также фундаментный пояс.
6.10.6 Для сооружений жесткой конструктивной схемы, для которых расчетные давления на основание приняты с коэффициентом с2 > 1, ширина подошвы бетонных и железобетонных монолитных и сборных фундаментов должна быть не менее 0,4 м.
6.10.7 Краевое давление на грунт под подошвой фундаментов, в том числе плитных, должно определяться с учетом дополнительных моментов, вызываемых деформацией земной поверхности при подработке.
Краевое давление не должно превышать 1,4R, в угловой точке — 1,5R.
6.10.8 Краевые давления на грунты основания плитных фундаментов сооружений башенного типа следует проверять с учетом наклона земной поверхности, ветровых нагрузок и возможного крена сооружений вследствие естественной неоднородности грунта основания.
Т а б л и ц а 6.15Грунты |
Коэффициент с2 для сооружений с жесткой конструктивной схемой при отношении длины сооружения или отсека к его высоте L/H | |||
| L/H 4 | 4 > L/H > 2,5 | 2,5 L/H > 1,5 | L/H 1,5 | |
| Крупнообломочные с песчаным заполнителем и пески, кроме мелких и пылеватых |
1,4 | 1,7 | 2,1 | 2,5 |
| Пески мелкие | 1,3 | 1,6 | 1,9 | 2,2 |
| Пески пылеватые | 1,1 | 1,3 | 1,7 | 2,0 |
| Крупнообломочные с глинистым заполнителем |
1,0 | 1,0 | 1,1 | 1,2 |
| Глинистые с показателем текучестиIL 0,5 | 1,0 | 1,0 | 1,1 | 1,2 |
| То же, с показателем текучести IL > 0,5 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
6.10.9 Расчет деформаций основания фундаментов допускается не производить в случаях, указанных в таблице 5.11, а также, если конструкции сооружений проектируют с учетом неравномерного оседания земной поверхности.
На площадках, сложенных специфическими грунтами, конструкции сооружений должны проектироваться с учетом возможного совместного воздействия на них деформаций от подработок и проявления специфических свойств указанных грунтов.
6.10.10 Для сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях, должны применяться фундаменты следующих конструктивных схем:
жесткой (плитные, ленточные с железобетонными монолитными поясами, столбчатые со связями-распорками между ними и т.п.);
податливой (фундаменты с горизонтальными швами скольжения между отдельными элементами — первый тип податливости; фундаменты с вертикальными элементами, имеющими возможность наклоняться при горизонтальных перемещениях грунта – второй тип податливости);
комбинированной (жесткие фундаменты, имеющие шов скольжения ниже уровня планировки или пола подвала).
Конструктивная схема фундамента должна приниматься в зависимости от расчетных деформаций земной поверхности, жесткости надфундаментных конструкций, сжимаемости грунтов оснований и пр.
П р и м е ч а н и е — Для зданий высотой более 7 этажей и башенного типа применение наклоняющихся фундаментов не допускается.
6.10.11 Фундаменты должны рассчитываться на нагрузки от воздействия относительных горизонтальных деформаций земной поверхности (растяжения и сжатия), вызывающих горизонтальные перемещения грунта в направлении как продольной, так и поперечной осей сооружений.
Для восприятия усилий от воздействия горизонтальных перемещений грунта должны устраиваться: в ленточных фундаментах — железобетонные монолитные пояса (в податливых фундаментах — над швом скольжения); в столбчатых (в необходимых случаях) — связи-распорки; в плитных и свайных фундаментах должно предусматриваться соответствующее усиление армирования плиты и ростверка.
6.10.12 Фундаменты жесткой конструктивной схемы при воздействии горизонтальных деформаций грунта должны рассчитываться на усилия, вызываемые следующими нагрузками:
силами трения (сдвигающими силами) по подошве фундаментов продольных и примыкающих стен, а также по боковым поверхностям фундаментов от перемещения грунта;
давлением перемещающегося грунта, действующим нормально к боковой поверхности фундаментов.
Усилия от сил трения (сдвигающих сил) по подошве фундаментов примыкающих стен, боковое давление грунта на фундаменты и заглубленные части стен этих фундаментов должны передаваться на конструкции фундаментов, расположенных параллельно направлению рассматриваемого горизонтального перемещения грунта.
6.10.13 Фундаменты податливой конструктивной схемы при воздействии горизонтальных деформаций грунта должны рассчитываться на нагрузки и усилия в зависимости от типа податливости.
При первом типе податливости, когда фундаменты имеют возможность смещаться по шву скольжения, их следует рассчитывать на силы трения, возникающие в шве скольжения от сдвига фундаментов.
При втором типе податливости, когда фундаменты имеют возможность наклоняться, их следует рассчитывать на наклоны и возникающее нормальное давление грунта.
Податливые фундаменты второго типа, наклоняющиеся из плоскости стены, в ее плоскости могут работать как податливые фундаменты первого типа.
Усилия от сил трения по шву скольжения и бокового давления фундаментов примыкающих стен должны передаваться на конструкции фундаментов, расположенных параллельно направлению рассматриваемого горизонтального перемещения.
При перемещении наклоняющихся фундаментов должны предусматриваться меры по обеспечению местной устойчивости элементов фундаментов и общей устойчивости сооружения в целом.
6.10.14 При шарнирном сопряжении колонн каркаса с фундаментами и ригелем и отсутствии связей-распорок между фундаментами конструкции при воздействии горизонтальных деформаций работают по второму типу податливости.
Нагрузки на фундаменты с жесткой заделкой колонн при отсутствии связей- распорок между фундаментами определяют в зависимости от перемещения основания, заглубления фундаментов, жесткости колонн, прочности и деформационных характеристик основания и грунта засыпки.
6.10.15. На площадках, сложенных грунтами с модулем деформации Е < 10 МПа, а также при возможности резкого ухудшения деформационно-прочностных характеристик грунтов основания вследствие изменения гидрогеологических условий площадки при подработке, рекомендуется принимать свайные или плитные фундаменты.
Если в верхней зоне основания залегают слои ограниченной толщины насыпных, просадочных и других специфических грунтов, следует предусматривать прорезку этих слоев фундаментами.
6.10.16. К основным мероприятиям, снижающим неблагоприятное воздействие деформаций земной поверхности на фундаменты и конструкции сооружений, относятся:
а) уменьшение боковой поверхности фундаментов, имеющей контакт с грунтом;
б) заложение фундаментного пояса на одном уровне в пределах отсека сооружения;
в) устройство грунтовых подушек на основаниях, сложенных практически несжимаемыми грунтами;
г) размещение подвалов и технических подполий под всей площадью отсека сооружения;
д) засыпка грунтом пазух котлованов и выполнение грунтовых подушек из материалов, обладающих малым сцеплением и трением на контакте с поверхностью фундаментов;
е) отрывка перед подработкой временных компенсационных траншей по периметру сооружения;
ж) разрезка зданий на отсеки.
6.10.17 Основным конструктивным мероприятием, снижающим неблагоприятное воздействие деформаций земной поверхности на фундаменты и конструкции зданий и сооружений, является разрезка зданий на отсеки, благодаря которой снижаются значения перемещений.
6.10.18 При строительстве сооружений на территориях при возможности образования при подработке уступов выбор типа фундаментов и метода защиты сооружений должен зависеть от размеров уступов:
при уступах до 2—3 см фундаменты могут приниматься, как и для условий строительства на площадках с плавными деформациями земной поверхности, т.е. по жесткой или податливой (первого типа податливости) конструктивной схеме;
при ожидаемых уступах более 3 см должна предусматриваться возможность выравнивания сооружения поддомкрачиванием или с помощью клиньев.
6.11 Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых на закарстованных территориях
6.11.1 К закарстованным следует относить территории, в пределах которых распространены водорастворимые горные породы (известняки, доломиты, гипсы, мел и т.д.). Основания сооружений, возводимых на закарстованных территориях, должны проектироваться с учетом возможности образования поверхностных карстовых деформаций — провалов и оседаний, а также особенностей развития карстовых процессов.
6.11.2 Карстовые деформации характеризуются средними и максимальными диаметрами карстовых провалов и оседаний, их средней глубиной, а для карстовых оседаний, кроме того, кривизной земной поверхности и наклоном краевых участков зоны оседания.
6.11.3 Анализ закарстованности участка строительства или реконструкции должен выполняться до проведения инженерно-геологических изысканий на основании имеющихся архивных данных, опыта проектирования и карт районирования. При этом должна быть установлена категория карстовой опасности площадки изысканий, т.е. произведено ее предварительное районирование.
6.11.4 Объемы инженерно-геологических изысканий на закарстованных
территориях должны назначаться на основании предварительной оценки степени карстово-суффозионной опасности, в соответствии с СП 11-105 [3]. Следует предусмотреть выполнение не менее двух скважин, проходящих всю толщину закарстованных грунтов, с заглублением не менее чем на 5 м в незакарстованные грунты. При соответствующем обосновании следует предусмотреть проведение геофизических исследований.
6.11.5 При проведении изысканий на закарстованных территориях должны быть выявлены карстовые формы и проявления, установлена степень опасности воздействия карста на вновь возводимое или реконструируемое сооружение и составлен прогноз развития карста на период строительства, реконструкции и дальнейшей эксплуатации, определение возможности активизации карста и т.д.
6.11.6 Материалы инженерно-геологических изысканий должны содержать сведения о поверхностных проявлениях карстово-суффозионных процессов (провалы, оседания земной поверхности и т.д.) как на момент проведения изысканий, так и на основании имеющихся архивных данных, сведения о зафиксированных в ходе бурения провалах инструмента, выявленных полостях, кавернах, наличия в них заполнителя и его материале.
6.11.7 Окончательное районирование площадки строительства или реконструкции должно выполняться на основании комплексного анализа архивных данных и результатов выполненных инженерно-геологических исследований.
6.11.8 Прогнозируемые параметры карстовых деформаций определяют расчетом с использованием вероятностно-статистических и (или) аналитических методов, с учетом уровня ответственности сооружений, на основе анализа инженерно-геологических и гидрогеологических условий и их изменений за время эксплуатации сооружений.
6.11.9 Основным расчетным параметром при проектировании противокарстовой защиты сооружения является расчетный диаметр карстового провала, определение которого производят с учетом физико-механических свойств грунтов основания, их
напластования, режима подземных вод и характера подтопления, нагрузки, передаваемой на основание, от вновь возводимого или реконструируемого сооружения и его конструктивных особенностей. Для выполнения данного расчета необходимо привлекать специализированные организации.
6.11.10 Основанием сооружений, возводимых на закарстованных территориях, принимают толщу грунтов, глубина которой составляет не менее глубины сжимаемой толщи Hc (см. 5.6.41) и глубины расположения карстовых форм, которые могут проявиться на земной поверхности.
6.11.11 При проектировании сооружений на закарстованных территориях следует предусматривать мероприятия, снижающие неблагоприятное воздействие карстово-
суффозионных процессов на сооружения или исключающие возможность образования карстовых деформаций. К таким мероприятиям относятся:
конструктивные и водозащитные;
заполнение (тампонаж) карстовых полостей;
прорезка закарстованных пород фундаментами, в том числе свайными; закрепление закарстованных пород и (или) вышележащих грунтов; исключение или ограничение неблагоприятных техногенных воздействий.
6.11.12 Выбор одного или комплекса мероприятий должен производиться с учетом видов возможных карстовых деформаций и их параметров, уровня ответственности и срока эксплуатации сооружения, его конструктивных и технологических особенностей.
Принятые мероприятия не должны приводить к активизации карстовых процессов, в том числе на примыкающих территориях.
6.11.13 Для сооружений III уровня ответственности допускается ограничиваться проведением наблюдений за режимом подземных вод, развитием карстовых процессов, состоянием основания и сооружения.
6.11.14 Конструктивные мероприятия могут осуществляться по жесткой и податливой схемам в зависимости от вида сооружений и степени карстовой опасности и должны обеспечивать ремонтопригодность сооружений при возможных проявлениях карстовых деформаций.
Увеличение жесткости и прочности надфундаментной части сооружений осуществляется за счет применения монолитных железобетонных поясов, горизонтальных диафрагм, тяжей, введением дополнительных связей в каркасных конструкциях, усилением
несущих элементов конструкций монолитными железобетонными обоймами и др.
Увеличение податливости сооружений достигается устройством в подземной части швов скольжения, введением шарнирных и податливых связей между элементами конструкций, снижением жесткости несущих конструкций и др.
6.11.15 Основные конструктивные элементы противокарстовой защиты следует предусматривать в подземной части сооружений путем применения коробчатых фундаментов, плоских или ребристых плит, перекрестных ленточных фундаментов. Применение отдельно стоящих фундаментов не допускается.
Фундаменты должны выполняться из монолитного железобетона. При соответствующем обосновании допускается применение сборных ленточных фундаментов с монолитными железобетонными поясами.
6.11.16 Для обеспечения необходимой прочности конструкций сооружений, возводимых (реконструируемых) на закарстованных территориях возможно применение консольных удлинений фундаментов за пределы сооружений. Длину консоли определяют в зависимости от конструктивных решений фундаментов сооружения, а также параметров расчетного карстового провала.
6.11.17 Применение висячих свай в качестве противокарстового мероприятия не допускается. Такие сваи могут применяться при наличии в верхних слоях основания насыпных, органоминеральных или органических грунтов. При этом следует принимать плитный или ленточный ростверк, объединяющий сваи. Узел сопряжения свай с ростверком должен предусматривать возможность их выскальзывания, чтобы исключить дополнительное нагружение основания и конструкций сооружения зависающими сваями, находящимися на участке образовавшегося провала под фундаментом.
6.11.18 При неглубоком залегании карстующихся грунтов допускается возводить сооружения на сваях, прорезающих эти грунты.
При расчете свай и монолитных ростверков необходимо учитывать дополнительные усилия, возникающие при перемещении обрушающихся грунтов надкарстовой толщи.
6.11.19 При карстовых деформациях в виде оседания поверхности допускается применять методику расчета сооружений на подрабатываемых территориях (см. подраздел 6.10) с учетом специфики карстовых деформаций, связанной с механизмом их проявления и продолжительностью.
6.11.20 При расчете фундаментов положение возможных карстовых провалов под сооружением принимают исходя из наиболее неблагоприятного их влияния на работу сооружения. При этом обязательным является расчетное положение провала под колоннами, пересечениями стен, углами сооружений, в середине большей и меньшей сторон.
6.11.21 Расчет оснований сооружений, возводимых на закарстованных территориях, должен производиться в соответствии с требованиями раздела 5.
При наличии в основании сооружений грунтов со специфическими свойствами (просадочных, набухающих и пр.), залегающих над закарстованными грунтами, следует учитывать требования раздела 6.
6.11.22 В проектах оснований и фундаментов вновь возводимых и реконструируемых сооружений на закарстованных территориях необходимо предусматривать проведение геотехнического мониторинга (см. раздел 12).
6.11.23 При необходимости усиления оснований и фундаментов существующих сооружений следует предусматривать:
объединение отдельных фундаментов в пространственно-рамные конструкции;
устройство консольных выступов, поясов жесткости и т.д. закрепление грунтов основания;
заполнение (тампонаж) образовавшихся провалов.
6.12 Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых в сейсмических районах
6.12.1 В районах сейсмичностью менее 7 баллов основания следует проектировать без учета сейсмических воздействий.
Основания сооружений, возводимых на площадках сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов, должны проектироваться с учетом СП 14.13330.
П р и м е ч а н и е — При проектировании в сейсмических районах в дополнение к материалам инженерно-геологических изысканий необходимо использовать данные сейсмического микрорайонирования площадки строительства.
6.12.2 Проектирование оснований с учетом сейсмических воздействий должно выполняться на основе расчета по несущей способности на особое сочетание нагрузок, определяемых в соответствии с требованиями СП 20.13330 и СП 14.13330.
Предварительные размеры фундаментов допускается определять расчетом оснований по деформациям на основное сочетание нагрузок (без учета сейсмических воздействий) согласно требованиям подраздела 5.6.
6.12.3 Расчет оснований по несущей способности выполняют на действие вертикальной составляющей внецентренной нагрузки, передаваемой фундаментом на грунт (рис. 6.11), исходя из условия
N a γ c,eq Nu,eq / γ n , (6.36)
где Na — вертикальная составляющая расчетной внецентренной нагрузки в особом сочетании, кН;
Nu,eq — вертикальная составляющая силы предельного сопротивления основания при одностороннем выпоре грунта вследствие сейсмического воздействия, кН;
c,eq — сейсмический коэффициент условий работы, принимаемый равным 1,0;
0,8; 0,6 соответственно для грунтов I, II и III категорий по сейсмическим
свойствам, которые определяют в соответствии с классификацией СП 14.13330;
n — коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый по указаниям 5.7.2.
При наличии горизонтальной составляющей нагрузки, передаваемой фундаментом на грунт, следует выполнять проверку несущей способности основания на сдвиг в соответствии с указаниями 5.7.6, 5.7.12. При этом для определения сил предельного сопротивления сдвигу, а также величин активного и пассивного давления
в водонасыщенных глинистых грунтах следует учитывать снижение расчетных значений угла внутреннего трения в зависимости от расчетной сейсмичности.
Расчетные значения угла внутреннего трения в расчетах на особое сочетание нагрузок, включающее сейсмическое воздействие, следует принимать из условия
s
I = I – , (6.37)
где I — расчетные значения угла внутреннего трения без учета сейсмики;
— принимают в зависимости от расчетной сейсмичности:
7 баллов — = 2°, 8 баллов — = 4°, 9 баллов — = 7°.
6.12.4 При расчете несущей способности оснований, испытывающих сейсмические колебания, ординаты эпюры предельного давленияp0 и рb, кПа, по краям подошвы фундамента (см. рисунок 6.11) определяют по формулам:
p0 ξ q F1γ d
ξ c ( F1
1)c
/ tg
; (6.38)
pb p0
ξ γ γ b(F2
keq F3 ) , (6.39)
где ξq, ξс, ξ
— коэффициенты формы, определяемые по формуле (5.33), но без уменьшения длины l и ширины b подошвы фундамента на значения эксцентриситета нагрузок;
F1, F2 и F3 — коэффициенты, определяемые по графикам рисунка 6.12 в зависимости
от расчетного значения угла внутреннего трения I;
´I и I — соответственно расчетные значения удельного веса грунта, кН/м3,
находящегося выше и ниже подошвы фундамента (с учетом
взвешивающего действия подземных вод для грунтов, находящихся выше водоупора);
d — глубина заложения фундамента, м (в случае неодинаковой вертикальной пригрузки с разных сторон фундамента принимают значение, соответствующее наименьшей пригрузке, например, со стороны подвала);
keq — коэффициент, принимаемый равным 0,1; 0,2 и 0,4 при сейсмичности площадок строительства 7, 8 и 9 баллов соответственно.
П р и м е ч а н и е — В формуле (6.39) при F2 < keqF3 следует принимать рb равное р0.
Эксцентриситеты расчетной нагрузки ea, м, и эпюры предельного давления еu, м,
определяют по формулам:
ea = Мa / Na; (6.40)
eu = b (pb – p0) / [6 (pb + p0)], (6.41)
где Na и Mа — вертикальная составляющая расчетной нагрузки, кН, и момент, кН·м, приведенные к подошве фундамента при особом сочетании нагрузок;
p0 и pb — то же, что и в формулах (6.38) и (6.39).
В зависимости от соотношения между значениями ea и eu вертикальную
составляющую силы предельного сопротивления основания Nu,eq, кН, принимают:
при ea eu Nu,eq = 0,5 b l (pb + p0); (6.42)
при ea > eu Nu,eq = b l pb / (1 + 6ea / b). (6.43)
6.12.5 При действии моментов от нагрузок особого сочетания в двух направлениях расчет сейсмостойкости основания по несущей способности должен выполняться раздельно на действие сил и моментов в каждом направлении независимо друг от друга.
6.12.6 При расчете оснований и фундаментов на особое сочетание нагрузок с учетом сейсмических воздействий допускается частичный отрыв подошвы фундамента от грунта при выполнении следующих условий:
эксцентриситет ea расчетной нагрузки не превышает одной трети ширины фундамента b в плоскости действия опрокидывающего момента;
Рисунок 6.11 — Эпюра предельного давления Рисунок 6.12 — Графики определения коэффициентов под подошвой фундамента при F1, F2 и F3 для расчета несущей способности оснований
сейсмическом воздействии в условиях сейсмических воздействий
силу предельного сопротивления основания определяют для условного фундамента, размер подошвы которого в направлении действия момента равен размеру сжатой зоны bс = 1,5 (b 2еа);
максимальное краевое давление под подошвой фундамента, вычисленное с
учетом его неполного контакта с грунтом, не превышает краевой ординаты эпюры предельного сопротивления основания.
Максимальное расчетное давление по подошве фундамента определяют по формуле
pmax
2Na / [3l(b / 2
ea )]
pb , (6.44)
где Na и ea — то же, что и в формуле (6.40), причем ea > b/6.
Значение pb определяют по формуле (6.39), но для фундамента, имеющего
условную ширину bc.
При ea > b/6 формула (6.43) приобретает вид
Nu,eq = 0,5 bc l pb. (6.45)
6.12.7 Глубину заложения фундаментов в грунтах, относимых по их сейсмическим свойствам согласно СП 14.13330 к I и II категориям, принимают, как правило, такой же, как и для фундаментов в несейсмических районах.
На площадках, сложенных грунтами III категории по сейсмическим свойствам, рекомендуется предусматривать мероприятия по улучшению строительных свойств грунтов основания до начала строительства.
Нельзя использовать в качестве оснований сейсмостойких сооружений водонасыщенные грунты, способные к виброразжижению, без проведения предварительных специальных мероприятий.
6.12.8 При невозможности заглубления фундаментов здания или его отсека на
одном уровне в дисперсных грунтах допустимую разность отметок h подошвы соседних фундаментов определяют исходя из условия формулы (5.5), в котором расчетное значение угла внутреннего трения грунта должно быть уменьшено на величину , имеющую те же значения, что и в формуле (6.37).
Ленточные фундаменты примыкающих частей отсеков здания должны иметь
одинаковое заглубление на протяжении не менее 1 м от осадочного шва. Столбчатые фундаменты, разделенные осадочным швом, должны располагаться на одном уровне.
Для зданий высотой более пяти этажей рекомендуется устройство подвального этажа под всем зданием или его отсеками.
6.13 Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых вблизи источников динамических воздействий
6.13.1 Проектирование оснований сооружений должно осуществляться с учетом возможных динамических воздействий:
а) стационарного оборудования с динамическими нагрузками, установленного в существующих и проектируемых сооружениях;
б) автомобильного и железнодорожного транспорта и метрополитена;
в) строительного оборудования;
г) прочих источников (взрывные работы и т.д.).
Проектирование оснований при динамических воздействиях производят на основе инструментальных измерений или расчетного прогноза колебаний грунта.
6.13.2 Расчет оснований по несущей способности выполняют в тех же случаях, которые предусмотрены в 5.1.3, с учетом объемных сил инерции и динамических нагрузок от сооружения, для которых принимают наиболее невыгодное направление.
6.13.3 Среднее давление от статических нагрузок под подошвой фундамента p, кПа, в пределах зоны, где скорость колебаний поверхности грунта более 15 мм/с (от импульсных источников динамических воздействий) или 2 мм/с (от прочих источников), должно удовлетворять условию
p cd R, (6.46)
где cd — коэффициент условий работы грунтов основания при динамических воздействиях, принимаемый для мелких и пылеватых водонасыщенных песков и глинистых грунтов текучей консистенции cd = 0,7; для всех остальных видов и состояний грунтов cd = 1;
R — расчетное сопротивление грунта основания, кПа, определяемое в
соответствии с требованиями 5.6.7.
6.13.4 Для мелких и пылеватых водонасыщенных песков и глинистых грунтов текучей консистенции в пределах зон, указанных в 6.13.3, необходимо производить расчет длительных осадок от совместного действия статических и динамических нагрузок (виброползучесть). Этот расчет допускается производить в соответствии с подразделом 5.6, принимая при этом уменьшенные значения модулей деформации грунтов, которые должны определяться, как правило, по результатам испытаний.
6.13.5 При расчете колебаний сооружений с учетом взаимодействия с основанием для оценки прочности несущих конструкций сооружений и выполнения санитарных норм допускается принимать, что основание обладает линейно-упругими свойствами.
6.13.6 Для выполнения требований расчета оснований по несущей способности и по деформациям рекомендуется снижать параметры динамических воздействий в их источнике (замена технологического процесса, перемещение источника, регулирование в источнике, активная виброизоляция и др.) или на путях распространения колебаний от источника (устройство экранов в виде стенок или траншей, изменение массы фундамента-приемника колебаний или жесткости его основания и др.). В дополнение к указанным мероприятиям или в качестве самостоятельной меры возможно увеличение заглубления фундамента, размеров его подошвы и т.д.
6.13.7 Для существующих сооружений при появлении вблизи них источников динамических воздействий, указанных в 6.13.1, необходимо проводить расчеты, указанные в 6.13.3—6.13.5.
7 Особенности проектирования оснований опор воздушных линий электропередачи
7.1 Требования настоящего раздела должны соблюдаться при проектировании оснований опор воздушных линий электропередачи и опор открытых распределительных подстанций напряжением от 1 кВ и выше.
По характеру нагружения опоры подразделяют на промежуточные, анкерные, угловые и специальные, применяемые на больших переходах.
7.2 Расчетные характеристики грунтов должны устанавливаться в соответствии с требованиями подраздела 5.3.
При расчете оснований по деформациям значение коэффициента надежности по грунту g допускается принимать равным единице. Для массовых опор нормативные
значения характеристик допускается принимать по таблицам приложения Б, причем значения n, cn и Е глинистых грунтов с показателем текучести 0,75 < IL 1,0 следует принимать по результатам испытаний грунтов.
Расчет оснований по несущей способности следует выполнять при значениях
коэффициентов надежности по грунту g для: плотности ρI – g = 1; угла внутреннего трения I – g = 1,1; удельного сцепления cI – g = 2 в песках, g = 2,4 в супесях при IL0,25, суглинках и глинах при IL 0,5; g = 3,3 в остальных глинистых грунтах.
7.3 Расчет оснований по деформациям и несущей способности должен
производиться для всех режимов работы опор. Динамическое воздействие порывов ветра на конструкцию опоры учитывают лишь при расчете оснований по несущей способности.
Предельные значения осадок и крена отдельных фундаментов при их загружении сжимающими нагрузками следует принимать по приложению Д.
7.4 Расчет оснований, сложенных пучинистыми грунтами, по несущей способности должен выполняться с учетом одновременного действия сил морозного пучения, постоянных и длительных временных нагрузок. Расчет оснований опор на одновременное действие сил морозного пучения и кратковременных нагрузок (ветровых и от обрыва проводов) не требуется.
7.5 Расчет оснований выдергиваемых фундаментов и анкерных плит по деформациям может не выполняться, если выдергивающая сила центральна по отношению к подошве фундамента (анкерной плите) и соблюдается условие
(Fn
Gn cos )
c R0 A0 , (7.1)
где Fn — нормативное значение выдергивающей силы, кН;
Gn — нормативное значение веса фундамента или плиты, кН;
— угол наклона выдергивающей силы к вертикали, град.;
c — коэффициент условий работы, определяемый в соответствии с 7.6;
R´0 — расчетное сопротивление грунта обратной засыпки, кПа, принимаемое по
таблице В.10 приложения В;
A0 — площадь проекции верхней поверхности фундамента на плоскость, перпендикулярную линии действия выдергивающей силы, м2.
7.6 Коэффициент условий работы с в формуле (7.1) принимают равным: с =
= 1 2 3 4, где 1 = 1,2; 1,0 и 0,8 — для опор с базой В (расстояние между осями отдельных фундаментов), равной 5, 2,5 и 1,5 м; при промежуточных значениях В, значение 1 определяют интерполяцией; 2 = 1,0 для нормального и 2 = 1,2 — для аварийного и монтажного режимов работы; 3 = 1,0; 0,8 и 0,7 — для опор соответственно: промежуточных прямых; промежуточных угловых, анкерных и анкерно-угловых, концевых, порталов распределительных устройств; специальных;
4 = 1,0 и 1,15 — соответственно для: грибовидных фундаментов и анкерных плит опор с оттяжками, стойки которых защемлены в грунте; анкерных плит опор, стойки которых шарнирно оперты на фундаменты.
7.7 Расчетное сопротивление грунта основания R под подошвой сжато-
опрокидываемых фундаментов определяют по формуле (5.7) при коэффициенте с2 = 1.
Наибольшее давление на грунт под краем подошвы фундамента при действии
вертикальной сжимающей и горизонтальных нагрузок в одном или в двух направлениях не должно превышать 1,2R.
7.8 Расчет оснований по деформациям при совместном воздействии на фундамент вертикальных (сжимающих или выдергивающих) и горизонтальных усилий сводится к соблюдению в каждом направлении действия горизонтальной силы условия
F FR, (7.2)
где F и FR — соответственно приведенная действующая и допускаемая горизонтальные силы на уровне верха фундамента, кН.
Значение FR принимают как меньшее из результатов двух расчетов: при опрокидывании со сжатием и при опрокидывании с выдергиванием.
7.9 Основание и фундамент стоечной опоры должны удовлетворять требованиям
расчета по деформациям
u, (7.3)
где — угол поворота стойки на уровне поверхности грунта под воздействием горизонтальных сил и моментов, рад.;
u — предельно допустимое значение угла поворота, рад.
Значение u при действии опрокидывающих нагрузок не должно превышать 0,01 рад. В песках плотных и средней плотности, а также в глинистых грунтах при IL 0,5 в случае установки перед стойкой не менее одного ригеля допускается u 0,02 рад. с обязательной проверкой стойки на прочность.
7.10 Расчет оснований по несущей способности при действии на фундамент
(анкерную плиту) выдергивающей нагрузки производят исходя из условия
(F f Gn cos )
c Fu,a /
n , (7.4)
где F — расчетное значение выдергивающей силы, кН;
f — коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый равным 0,9;
Gn — нормативное значение веса фундамента (плиты), кН;
— угол наклона выдергивающей силы к вертикали, град.;
c — коэффициент условий работы, принимаемый равным единице;
Fu,a — сила предельного сопротивления основания выдергиваемого фундамента,
кН, определяемая по 7.11;
n — коэффициент надежности по назначению, принимаемый равным для опор:
промежуточных прямых — 1,0; анкерных прямых без разности тяжений —
1,2; угловых (промежуточных и анкерных), анкерных (прямых и концевых) с разностью тяжений, порталов открытых распределительных устройств —
1,3; специальных — 1,7.
7.11 Силу предельного сопротивления основания выдергиваемого фундамента
Fu,a, кН, определяют по формуле
Fu,a
bf (Vbf
V f ) cos
c0 [A1 cos( 0
/ 2)
A2(cos 0
/ 2)
2 A3 cos
0 ] , (7.5)
где bf — расчетное значение удельного веса грунта обратной засыпки, кН/м3;
Vbf — объем тела выпирания в форме усеченной пирамиды, м3, образуемой плоскостями, проходящими через кромки верхней поверхности
фундамента (плиты) и наклоненными к вертикали под углами i, равными:
у нижней кромки 1 = 0 + / 2; у верхней кромки 2 = 0 / 2; у боковых кромок 3 = 4 = 0;
Vf — объем части фундамента, находящейся в пределах тела выпирания, м3, для анкерных плит принимают равным нулю;
А1, А2, А3 — площади граней тела выпирания, м2, имеющих в основании соответственно нижнюю, верхнюю и боковые кромки верхней поверхности фундамента (плиты);
с0 и 0 — расчетные значения удельного сцепления, кПа, и угла внутреннего трения грунта обратной засыпки, град., принимаемые равными:
c0 = εcI; 0 = ε I, (7.6)
здесь cI, I — расчетные значения соответственно удельного сцепления и угла внутреннего трения грунта природного сложения, определяемые в соответствии с 7.2;
ε — коэффициент, принимаемый по таблице 7.1.
Т а б л и ц а 7.1
На площадках, сложенных специфическими грунтами, конструкции сооружений должны проектироваться с учетом возможного совместного воздействия на них деформаций от подработок и проявления специфических свойств указанных грунтов.
6.10.10 Для сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях, должны применяться фундаменты следующих конструктивных схем:
жесткой (плитные, ленточные с железобетонными монолитными поясами, столбчатые со связями-распорками между ними и т.п.);
податливой (фундаменты с горизонтальными швами скольжения между отдельными элементами — первый тип податливости; фундаменты с вертикальными элементами, имеющими возможность наклоняться при горизонтальных перемещениях грунта – второй тип податливости);
комбинированной (жесткие фундаменты, имеющие шов скольжения ниже уровня планировки или пола подвала).
Конструктивная схема фундамента должна приниматься в зависимости от расчетных деформаций земной поверхности, жесткости надфундаментных конструкций, сжимаемости грунтов оснований и пр.
П р и м е ч а н и е — Для зданий высотой более 7 этажей и башенного типа применение наклоняющихся фундаментов не допускается.
6.10.11 Фундаменты должны рассчитываться на нагрузки от воздействия относительных горизонтальных деформаций земной поверхности (растяжения и сжатия), вызывающих горизонтальные перемещения грунта в направлении как продольной, так и поперечной осей сооружений.
Для восприятия усилий от воздействия горизонтальных перемещений грунта должны устраиваться: в ленточных фундаментах — железобетонные монолитные пояса (в податливых фундаментах — над швом скольжения); в столбчатых (в необходимых случаях) — связи-распорки; в плитных и свайных фундаментах должно предусматриваться соответствующее усиление армирования плиты и ростверка.
6.10.12 Фундаменты жесткой конструктивной схемы при воздействии горизонтальных деформаций грунта должны рассчитываться на усилия, вызываемые следующими нагрузками:
силами трения (сдвигающими силами) по подошве фундаментов продольных и примыкающих стен, а также по боковым поверхностям фундаментов от перемещения грунта;
давлением перемещающегося грунта, действующим нормально к боковой поверхности фундаментов.
Усилия от сил трения (сдвигающих сил) по подошве фундаментов примыкающих стен, боковое давление грунта на фундаменты и заглубленные части стен этих фундаментов должны передаваться на конструкции фундаментов, расположенных параллельно направлению рассматриваемого горизонтального перемещения грунта.
6.10.13 Фундаменты податливой конструктивной схемы при воздействии горизонтальных деформаций грунта должны рассчитываться на нагрузки и усилия в зависимости от типа податливости.
При первом типе податливости, когда фундаменты имеют возможность смещаться по шву скольжения, их следует рассчитывать на силы трения, возникающие в шве скольжения от сдвига фундаментов.
При втором типе податливости, когда фундаменты имеют возможность наклоняться, их следует рассчитывать на наклоны и возникающее нормальное давление грунта.
Податливые фундаменты второго типа, наклоняющиеся из плоскости стены, в ее плоскости могут работать как податливые фундаменты первого типа.
Усилия от сил трения по шву скольжения и бокового давления фундаментов примыкающих стен должны передаваться на конструкции фундаментов, расположенных параллельно направлению рассматриваемого горизонтального перемещения.
При перемещении наклоняющихся фундаментов должны предусматриваться меры по обеспечению местной устойчивости элементов фундаментов и общей устойчивости сооружения в целом.
6.10.14 При шарнирном сопряжении колонн каркаса с фундаментами и ригелем и отсутствии связей-распорок между фундаментами конструкции при воздействии горизонтальных деформаций работают по второму типу податливости.
Нагрузки на фундаменты с жесткой заделкой колонн при отсутствии связей- распорок между фундаментами определяют в зависимости от перемещения основания, заглубления фундаментов, жесткости колонн, прочности и деформационных характеристик основания и грунта засыпки.
6.10.15. На площадках, сложенных грунтами с модулем деформации Е < 10 МПа, а также при возможности резкого ухудшения деформационно-прочностных характеристик грунтов основания вследствие изменения гидрогеологических условий площадки при подработке, рекомендуется принимать свайные или плитные фундаменты.
Если в верхней зоне основания залегают слои ограниченной толщины насыпных, просадочных и других специфических грунтов, следует предусматривать прорезку этих слоев фундаментами.
6.10.16. К основным мероприятиям, снижающим неблагоприятное воздействие деформаций земной поверхности на фундаменты и конструкции сооружений, относятся:
а) уменьшение боковой поверхности фундаментов, имеющей контакт с грунтом;
б) заложение фундаментного пояса на одном уровне в пределах отсека сооружения;
в) устройство грунтовых подушек на основаниях, сложенных практически несжимаемыми грунтами;
г) размещение подвалов и технических подполий под всей площадью отсека сооружения;
д) засыпка грунтом пазух котлованов и выполнение грунтовых подушек из материалов, обладающих малым сцеплением и трением на контакте с поверхностью фундаментов;
е) отрывка перед подработкой временных компенсационных траншей по периметру сооружения;
ж) разрезка зданий на отсеки.
6.10.17 Основным конструктивным мероприятием, снижающим неблагоприятное воздействие деформаций земной поверхности на фундаменты и конструкции зданий и сооружений, является разрезка зданий на отсеки, благодаря которой снижаются значения перемещений.
6.10.18 При строительстве сооружений на территориях при возможности образования при подработке уступов выбор типа фундаментов и метода защиты сооружений должен зависеть от размеров уступов:
при уступах до 2—3 см фундаменты могут приниматься, как и для условий строительства на площадках с плавными деформациями земной поверхности, т.е. по жесткой или податливой (первого типа податливости) конструктивной схеме;
при ожидаемых уступах более 3 см должна предусматриваться возможность выравнивания сооружения поддомкрачиванием или с помощью клиньев.
6.11 Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых на закарстованных территориях
6.11.1 К закарстованным следует относить территории, в пределах которых распространены водорастворимые горные породы (известняки, доломиты, гипсы, мел и т.д.). Основания сооружений, возводимых на закарстованных территориях, должны проектироваться с учетом возможности образования поверхностных карстовых деформаций — провалов и оседаний, а также особенностей развития карстовых процессов.
6.11.2 Карстовые деформации характеризуются средними и максимальными диаметрами карстовых провалов и оседаний, их средней глубиной, а для карстовых оседаний, кроме того, кривизной земной поверхности и наклоном краевых участков зоны оседания.
6.11.3 Анализ закарстованности участка строительства или реконструкции должен выполняться до проведения инженерно-геологических изысканий на основании имеющихся архивных данных, опыта проектирования и карт районирования. При этом должна быть установлена категория карстовой опасности площадки изысканий, т.е. произведено ее предварительное районирование.
6.11.4 Объемы инженерно-геологических изысканий на закарстованных
территориях должны назначаться на основании предварительной оценки степени карстово-суффозионной опасности, в соответствии с СП 11-105 [3]. Следует предусмотреть выполнение не менее двух скважин, проходящих всю толщину закарстованных грунтов, с заглублением не менее чем на 5 м в незакарстованные грунты. При соответствующем обосновании следует предусмотреть проведение геофизических исследований.
6.11.5 При проведении изысканий на закарстованных территориях должны быть выявлены карстовые формы и проявления, установлена степень опасности воздействия карста на вновь возводимое или реконструируемое сооружение и составлен прогноз развития карста на период строительства, реконструкции и дальнейшей эксплуатации, определение возможности активизации карста и т.д.
6.11.6 Материалы инженерно-геологических изысканий должны содержать сведения о поверхностных проявлениях карстово-суффозионных процессов (провалы, оседания земной поверхности и т.д.) как на момент проведения изысканий, так и на основании имеющихся архивных данных, сведения о зафиксированных в ходе бурения провалах инструмента, выявленных полостях, кавернах, наличия в них заполнителя и его материале.
6.11.7 Окончательное районирование площадки строительства или реконструкции должно выполняться на основании комплексного анализа архивных данных и результатов выполненных инженерно-геологических исследований.
6.11.8 Прогнозируемые параметры карстовых деформаций определяют расчетом с использованием вероятностно-статистических и (или) аналитических методов, с учетом уровня ответственности сооружений, на основе анализа инженерно-геологических и гидрогеологических условий и их изменений за время эксплуатации сооружений.
6.11.9 Основным расчетным параметром при проектировании противокарстовой защиты сооружения является расчетный диаметр карстового провала, определение которого производят с учетом физико-механических свойств грунтов основания, их
напластования, режима подземных вод и характера подтопления, нагрузки, передаваемой на основание, от вновь возводимого или реконструируемого сооружения и его конструктивных особенностей. Для выполнения данного расчета необходимо привлекать специализированные организации.
6.11.10 Основанием сооружений, возводимых на закарстованных территориях, принимают толщу грунтов, глубина которой составляет не менее глубины сжимаемой толщи Hc (см. 5.6.41) и глубины расположения карстовых форм, которые могут проявиться на земной поверхности.
6.11.11 При проектировании сооружений на закарстованных территориях следует предусматривать мероприятия, снижающие неблагоприятное воздействие карстово-
суффозионных процессов на сооружения или исключающие возможность образования карстовых деформаций. К таким мероприятиям относятся:
конструктивные и водозащитные;
заполнение (тампонаж) карстовых полостей;
прорезка закарстованных пород фундаментами, в том числе свайными; закрепление закарстованных пород и (или) вышележащих грунтов; исключение или ограничение неблагоприятных техногенных воздействий.
6.11.12 Выбор одного или комплекса мероприятий должен производиться с учетом видов возможных карстовых деформаций и их параметров, уровня ответственности и срока эксплуатации сооружения, его конструктивных и технологических особенностей.
Принятые мероприятия не должны приводить к активизации карстовых процессов, в том числе на примыкающих территориях.
6.11.13 Для сооружений III уровня ответственности допускается ограничиваться проведением наблюдений за режимом подземных вод, развитием карстовых процессов, состоянием основания и сооружения.
6.11.14 Конструктивные мероприятия могут осуществляться по жесткой и податливой схемам в зависимости от вида сооружений и степени карстовой опасности и должны обеспечивать ремонтопригодность сооружений при возможных проявлениях карстовых деформаций.
Увеличение жесткости и прочности надфундаментной части сооружений осуществляется за счет применения монолитных железобетонных поясов, горизонтальных диафрагм, тяжей, введением дополнительных связей в каркасных конструкциях, усилением
несущих элементов конструкций монолитными железобетонными обоймами и др.
Увеличение податливости сооружений достигается устройством в подземной части швов скольжения, введением шарнирных и податливых связей между элементами конструкций, снижением жесткости несущих конструкций и др.
6.11.15 Основные конструктивные элементы противокарстовой защиты следует предусматривать в подземной части сооружений путем применения коробчатых фундаментов, плоских или ребристых плит, перекрестных ленточных фундаментов. Применение отдельно стоящих фундаментов не допускается.
Фундаменты должны выполняться из монолитного железобетона. При соответствующем обосновании допускается применение сборных ленточных фундаментов с монолитными железобетонными поясами.
6.11.16 Для обеспечения необходимой прочности конструкций сооружений, возводимых (реконструируемых) на закарстованных территориях возможно применение консольных удлинений фундаментов за пределы сооружений. Длину консоли определяют в зависимости от конструктивных решений фундаментов сооружения, а также параметров расчетного карстового провала.
6.11.17 Применение висячих свай в качестве противокарстового мероприятия не допускается. Такие сваи могут применяться при наличии в верхних слоях основания насыпных, органоминеральных или органических грунтов. При этом следует принимать плитный или ленточный ростверк, объединяющий сваи. Узел сопряжения свай с ростверком должен предусматривать возможность их выскальзывания, чтобы исключить дополнительное нагружение основания и конструкций сооружения зависающими сваями, находящимися на участке образовавшегося провала под фундаментом.
6.11.18 При неглубоком залегании карстующихся грунтов допускается возводить сооружения на сваях, прорезающих эти грунты.
При расчете свай и монолитных ростверков необходимо учитывать дополнительные усилия, возникающие при перемещении обрушающихся грунтов надкарстовой толщи.
6.11.19 При карстовых деформациях в виде оседания поверхности допускается применять методику расчета сооружений на подрабатываемых территориях (см. подраздел 6.10) с учетом специфики карстовых деформаций, связанной с механизмом их проявления и продолжительностью.
6.11.20 При расчете фундаментов положение возможных карстовых провалов под сооружением принимают исходя из наиболее неблагоприятного их влияния на работу сооружения. При этом обязательным является расчетное положение провала под колоннами, пересечениями стен, углами сооружений, в середине большей и меньшей сторон.
6.11.21 Расчет оснований сооружений, возводимых на закарстованных территориях, должен производиться в соответствии с требованиями раздела 5.
При наличии в основании сооружений грунтов со специфическими свойствами (просадочных, набухающих и пр.), залегающих над закарстованными грунтами, следует учитывать требования раздела 6.
6.11.22 В проектах оснований и фундаментов вновь возводимых и реконструируемых сооружений на закарстованных территориях необходимо предусматривать проведение геотехнического мониторинга (см. раздел 12).
6.11.23 При необходимости усиления оснований и фундаментов существующих сооружений следует предусматривать:
объединение отдельных фундаментов в пространственно-рамные конструкции;
устройство консольных выступов, поясов жесткости и т.д. закрепление грунтов основания;
заполнение (тампонаж) образовавшихся провалов.
6.12 Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых в сейсмических районах
6.12.1 В районах сейсмичностью менее 7 баллов основания следует проектировать без учета сейсмических воздействий.
Основания сооружений, возводимых на площадках сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов, должны проектироваться с учетом СП 14.13330.
П р и м е ч а н и е — При проектировании в сейсмических районах в дополнение к материалам инженерно-геологических изысканий необходимо использовать данные сейсмического микрорайонирования площадки строительства.
6.12.2 Проектирование оснований с учетом сейсмических воздействий должно выполняться на основе расчета по несущей способности на особое сочетание нагрузок, определяемых в соответствии с требованиями СП 20.13330 и СП 14.13330.
Предварительные размеры фундаментов допускается определять расчетом оснований по деформациям на основное сочетание нагрузок (без учета сейсмических воздействий) согласно требованиям подраздела 5.6.
6.12.3 Расчет оснований по несущей способности выполняют на действие вертикальной составляющей внецентренной нагрузки, передаваемой фундаментом на грунт (рис. 6.11), исходя из условия
N a γ c,eq Nu,eq / γ n , (6.36)где Na — вертикальная составляющая расчетной внецентренной нагрузки в особом сочетании, кН;
Nu,eq — вертикальная составляющая силы предельного сопротивления основания при одностороннем выпоре грунта вследствие сейсмического воздействия, кН;c,eq — сейсмический коэффициент условий работы, принимаемый равным 1,0;
0,8; 0,6 соответственно для грунтов I, II и III категорий по сейсмическим
свойствам, которые определяют в соответствии с классификацией СП 14.13330;n — коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый по указаниям 5.7.2.
При наличии горизонтальной составляющей нагрузки, передаваемой фундаментом на грунт, следует выполнять проверку несущей способности основания на сдвиг в соответствии с указаниями 5.7.6, 5.7.12. При этом для определения сил предельного сопротивления сдвигу, а также величин активного и пассивного давления
в водонасыщенных глинистых грунтах следует учитывать снижение расчетных значений угла внутреннего трения в зависимости от расчетной сейсмичности.
Расчетные значения угла внутреннего трения в расчетах на особое сочетание нагрузок, включающее сейсмическое воздействие, следует принимать из условия
sI = I – , (6.37)
где I — расчетные значения угла внутреннего трения без учета сейсмики;— принимают в зависимости от расчетной сейсмичности:7 баллов — = 2°, 8 баллов — = 4°, 9 баллов — = 7°.
6.12.4 При расчете несущей способности оснований, испытывающих сейсмические колебания, ординаты эпюры предельного давленияp0 и рb, кПа, по краям подошвы фундамента (см. рисунок 6.11) определяют по формулам:p0 ξ q F1γ dξ c ( F1
1)c
/ tg
; (6.38)
pb p0ξ γ γ b(F2
keq F3 ) , (6.39)
где ξq, ξс, ξ — коэффициенты формы, определяемые по формуле (5.33), но без уменьшения длины l и ширины b подошвы фундамента на значения эксцентриситета нагрузок;F1, F2 и F3 — коэффициенты, определяемые по графикам рисунка 6.12 в зависимостиот расчетного значения угла внутреннего трения I;´I и I — соответственно расчетные значения удельного веса грунта, кН/м3,
находящегося выше и ниже подошвы фундамента (с учетом
взвешивающего действия подземных вод для грунтов, находящихся выше водоупора);
d — глубина заложения фундамента, м (в случае неодинаковой вертикальной пригрузки с разных сторон фундамента принимают значение, соответствующее наименьшей пригрузке, например, со стороны подвала);
keq — коэффициент, принимаемый равным 0,1; 0,2 и 0,4 при сейсмичности площадок строительства 7, 8 и 9 баллов соответственно.
П р и м е ч а н и е — В формуле (6.39) при F2 < keqF3 следует принимать рb равное р0.
Эксцентриситеты расчетной нагрузки ea, м, и эпюры предельного давления еu, м,
определяют по формулам:
ea = Мa / Na; (6.40)
eu = b (pb – p0) / [6 (pb + p0)], (6.41)
где Na и Mа — вертикальная составляющая расчетной нагрузки, кН, и момент, кН·м, приведенные к подошве фундамента при особом сочетании нагрузок;
p0 и pb — то же, что и в формулах (6.38) и (6.39).
В зависимости от соотношения между значениями ea и eu вертикальную
составляющую силы предельного сопротивления основания Nu,eq, кН, принимают:
при ea eu Nu,eq = 0,5 b l (pb + p0); (6.42)при ea > eu Nu,eq = b l pb / (1 + 6ea / b). (6.43)
6.12.5 При действии моментов от нагрузок особого сочетания в двух направлениях расчет сейсмостойкости основания по несущей способности должен выполняться раздельно на действие сил и моментов в каждом направлении независимо друг от друга.
6.12.6 При расчете оснований и фундаментов на особое сочетание нагрузок с учетом сейсмических воздействий допускается частичный отрыв подошвы фундамента от грунта при выполнении следующих условий:
эксцентриситет ea расчетной нагрузки не превышает одной трети ширины фундамента b в плоскости действия опрокидывающего момента;Рисунок 6.11 — Эпюра предельного давления Рисунок 6.12 — Графики определения коэффициентов под подошвой фундамента при F1, F2 и F3 для расчета несущей способности оснований
сейсмическом воздействии в условиях сейсмических воздействий
силу предельного сопротивления основания определяют для условного фундамента, размер подошвы которого в направлении действия момента равен размеру сжатой зоны bс = 1,5 (b 2еа);максимальное краевое давление под подошвой фундамента, вычисленное с
учетом его неполного контакта с грунтом, не превышает краевой ординаты эпюры предельного сопротивления основания.
Максимальное расчетное давление по подошве фундамента определяют по формулеpmax
2Na / [3l(b / 2
ea )]
pb , (6.44)где Na и ea — то же, что и в формуле (6.40), причем ea > b/6.
Значение pb определяют по формуле (6.39), но для фундамента, имеющего
условную ширину bc.
При ea > b/6 формула (6.43) приобретает вид
Nu,eq = 0,5 bc l pb. (6.45)
6.12.7 Глубину заложения фундаментов в грунтах, относимых по их сейсмическим свойствам согласно СП 14.13330 к I и II категориям, принимают, как правило, такой же, как и для фундаментов в несейсмических районах.
На площадках, сложенных грунтами III категории по сейсмическим свойствам, рекомендуется предусматривать мероприятия по улучшению строительных свойств грунтов основания до начала строительства.
Нельзя использовать в качестве оснований сейсмостойких сооружений водонасыщенные грунты, способные к виброразжижению, без проведения предварительных специальных мероприятий.
6.12.8 При невозможности заглубления фундаментов здания или его отсека наодном уровне в дисперсных грунтах допустимую разность отметок h подошвы соседних фундаментов определяют исходя из условия формулы (5.5), в котором расчетное значение угла внутреннего трения грунта должно быть уменьшено на величину , имеющую те же значения, что и в формуле (6.37).Ленточные фундаменты примыкающих частей отсеков здания должны иметь
одинаковое заглубление на протяжении не менее 1 м от осадочного шва. Столбчатые фундаменты, разделенные осадочным швом, должны располагаться на одном уровне.
Для зданий высотой более пяти этажей рекомендуется устройство подвального этажа под всем зданием или его отсеками.
6.13 Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых вблизи источников динамических воздействий
6.13.1 Проектирование оснований сооружений должно осуществляться с учетом возможных динамических воздействий:
а) стационарного оборудования с динамическими нагрузками, установленного в существующих и проектируемых сооружениях;
б) автомобильного и железнодорожного транспорта и метрополитена;
в) строительного оборудования;
г) прочих источников (взрывные работы и т.д.).
Проектирование оснований при динамических воздействиях производят на основе инструментальных измерений или расчетного прогноза колебаний грунта.
6.13.2 Расчет оснований по несущей способности выполняют в тех же случаях, которые предусмотрены в 5.1.3, с учетом объемных сил инерции и динамических нагрузок от сооружения, для которых принимают наиболее невыгодное направление.
6.13.3 Среднее давление от статических нагрузок под подошвой фундамента p, кПа, в пределах зоны, где скорость колебаний поверхности грунта более 15 мм/с (от импульсных источников динамических воздействий) или 2 мм/с (от прочих источников), должно удовлетворять условию
p cd R, (6.46)где cd — коэффициент условий работы грунтов основания при динамических воздействиях, принимаемый для мелких и пылеватых водонасыщенных песков и глинистых грунтов текучей консистенции cd = 0,7; для всех остальных видов и состояний грунтов cd = 1;R — расчетное сопротивление грунта основания, кПа, определяемое в
соответствии с требованиями 5.6.7.
6.13.4 Для мелких и пылеватых водонасыщенных песков и глинистых грунтов текучей консистенции в пределах зон, указанных в 6.13.3, необходимо производить расчет длительных осадок от совместного действия статических и динамических нагрузок (виброползучесть). Этот расчет допускается производить в соответствии с подразделом 5.6, принимая при этом уменьшенные значения модулей деформации грунтов, которые должны определяться, как правило, по результатам испытаний.
6.13.5 При расчете колебаний сооружений с учетом взаимодействия с основанием для оценки прочности несущих конструкций сооружений и выполнения санитарных норм допускается принимать, что основание обладает линейно-упругими свойствами.
6.13.6 Для выполнения требований расчета оснований по несущей способности и по деформациям рекомендуется снижать параметры динамических воздействий в их источнике (замена технологического процесса, перемещение источника, регулирование в источнике, активная виброизоляция и др.) или на путях распространения колебаний от источника (устройство экранов в виде стенок или траншей, изменение массы фундамента-приемника колебаний или жесткости его основания и др.). В дополнение к указанным мероприятиям или в качестве самостоятельной меры возможно увеличение заглубления фундамента, размеров его подошвы и т.д.
6.13.7 Для существующих сооружений при появлении вблизи них источников динамических воздействий, указанных в 6.13.1, необходимо проводить расчеты, указанные в 6.13.3—6.13.5.
7 Особенности проектирования оснований опор воздушных линий электропередачи
7.1 Требования настоящего раздела должны соблюдаться при проектировании оснований опор воздушных линий электропередачи и опор открытых распределительных подстанций напряжением от 1 кВ и выше.
По характеру нагружения опоры подразделяют на промежуточные, анкерные, угловые и специальные, применяемые на больших переходах.
7.2 Расчетные характеристики грунтов должны устанавливаться в соответствии с требованиями подраздела 5.3.
При расчете оснований по деформациям значение коэффициента надежности по грунту g допускается принимать равным единице. Для массовых опор нормативныезначения характеристик допускается принимать по таблицам приложения Б, причем значения n, cn и Е глинистых грунтов с показателем текучести 0,75 < IL 1,0 следует принимать по результатам испытаний грунтов.Расчет оснований по несущей способности следует выполнять при значенияхкоэффициентов надежности по грунту g для: плотности ρI – g = 1; угла внутреннего трения I – g = 1,1; удельного сцепления cI – g = 2 в песках, g = 2,4 в супесях при IL0,25, суглинках и глинах при IL 0,5; g = 3,3 в остальных глинистых грунтах.7.3 Расчет оснований по деформациям и несущей способности должен
производиться для всех режимов работы опор. Динамическое воздействие порывов ветра на конструкцию опоры учитывают лишь при расчете оснований по несущей способности.
Предельные значения осадок и крена отдельных фундаментов при их загружении сжимающими нагрузками следует принимать по приложению Д.
7.4 Расчет оснований, сложенных пучинистыми грунтами, по несущей способности должен выполняться с учетом одновременного действия сил морозного пучения, постоянных и длительных временных нагрузок. Расчет оснований опор на одновременное действие сил морозного пучения и кратковременных нагрузок (ветровых и от обрыва проводов) не требуется.
7.5 Расчет оснований выдергиваемых фундаментов и анкерных плит по деформациям может не выполняться, если выдергивающая сила центральна по отношению к подошве фундамента (анкерной плите) и соблюдается условие
(Fn
Gn cos )c R0 A0 , (7.1)где Fn — нормативное значение выдергивающей силы, кН;
Gn — нормативное значение веса фундамента или плиты, кН;— угол наклона выдергивающей силы к вертикали, град.;
c — коэффициент условий работы, определяемый в соответствии с 7.6;
R´0 — расчетное сопротивление грунта обратной засыпки, кПа, принимаемое по
таблице В.10 приложения В;
A0 — площадь проекции верхней поверхности фундамента на плоскость, перпендикулярную линии действия выдергивающей силы, м2.7.6 Коэффициент условий работы с в формуле (7.1) принимают равным: с == 1 2 3 4, где 1 = 1,2; 1,0 и 0,8 — для опор с базой В (расстояние между осями отдельных фундаментов), равной 5, 2,5 и 1,5 м; при промежуточных значениях В, значение 1 определяют интерполяцией; 2 = 1,0 для нормального и 2 = 1,2 — для аварийного и монтажного режимов работы; 3 = 1,0; 0,8 и 0,7 — для опор соответственно: промежуточных прямых; промежуточных угловых, анкерных и анкерно-угловых, концевых, порталов распределительных устройств; специальных;4 = 1,0 и 1,15 — соответственно для: грибовидных фундаментов и анкерных плит опор с оттяжками, стойки которых защемлены в грунте; анкерных плит опор, стойки которых шарнирно оперты на фундаменты.
7.7 Расчетное сопротивление грунта основания R под подошвой сжато-опрокидываемых фундаментов определяют по формуле (5.7) при коэффициенте с2 = 1.
Наибольшее давление на грунт под краем подошвы фундамента при действии
вертикальной сжимающей и горизонтальных нагрузок в одном или в двух направлениях не должно превышать 1,2R.
7.8 Расчет оснований по деформациям при совместном воздействии на фундамент вертикальных (сжимающих или выдергивающих) и горизонтальных усилий сводится к соблюдению в каждом направлении действия горизонтальной силы условия
F FR, (7.2)где F и FR — соответственно приведенная действующая и допускаемая горизонтальные силы на уровне верха фундамента, кН.
Значение FR принимают как меньшее из результатов двух расчетов: при опрокидывании со сжатием и при опрокидывании с выдергиванием.
7.9 Основание и фундамент стоечной опоры должны удовлетворять требованиям
расчета по деформациям
u, (7.3)где — угол поворота стойки на уровне поверхности грунта под воздействием горизонтальных сил и моментов, рад.;u — предельно допустимое значение угла поворота, рад.Значение u при действии опрокидывающих нагрузок не должно превышать 0,01 рад. В песках плотных и средней плотности, а также в глинистых грунтах при IL 0,5 в случае установки перед стойкой не менее одного ригеля допускается u 0,02 рад. с обязательной проверкой стойки на прочность.7.10 Расчет оснований по несущей способности при действии на фундамент
(анкерную плиту) выдергивающей нагрузки производят исходя из условия
(F f Gn cos )c Fu,a /
n , (7.4)где F — расчетное значение выдергивающей силы, кН;f — коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый равным 0,9;
Gn — нормативное значение веса фундамента (плиты), кН;— угол наклона выдергивающей силы к вертикали, град.;
c — коэффициент условий работы, принимаемый равным единице;
Fu,a — сила предельного сопротивления основания выдергиваемого фундамента,
кН, определяемая по 7.11;n — коэффициент надежности по назначению, принимаемый равным для опор:
промежуточных прямых — 1,0; анкерных прямых без разности тяжений —
1,2; угловых (промежуточных и анкерных), анкерных (прямых и концевых) с разностью тяжений, порталов открытых распределительных устройств —
1,3; специальных — 1,7.
7.11 Силу предельного сопротивления основания выдергиваемого фундамента
Fu,a, кН, определяют по формулеFu,a
bf (VbfV f ) cosc0 [A1 cos( 0
/ 2)
A2(cos 0/ 2)
2 A3 cos0 ] , (7.5)
где bf — расчетное значение удельного веса грунта обратной засыпки, кН/м3;Vbf — объем тела выпирания в форме усеченной пирамиды, м3, образуемой плоскостями, проходящими через кромки верхней поверхностифундамента (плиты) и наклоненными к вертикали под углами i, равными:у нижней кромки 1 = 0 + / 2; у верхней кромки 2 = 0 / 2; у боковых кромок 3 = 4 = 0;
Vf — объем части фундамента, находящейся в пределах тела выпирания, м3, для анкерных плит принимают равным нулю;
А1, А2, А3 — площади граней тела выпирания, м2, имеющих в основании соответственно нижнюю, верхнюю и боковые кромки верхней поверхности фундамента (плиты);с0 и 0 — расчетные значения удельного сцепления, кПа, и угла внутреннего трения грунта обратной засыпки, град., принимаемые равными:
c0 = εcI; 0 = ε I, (7.6)здесь cI, I — расчетные значения соответственно удельного сцепления и угла внутреннего трения грунта природного сложения, определяемые в соответствии с 7.2;ε — коэффициент, принимаемый по таблице 7.1.
Т а б л и ц а 7.1
| Грунты обратной засыпки | Коэффициент ε при плотности грунта засыпки, т/м3 | |
| 1,55 | 1,7 | |
| Пески, кроме пылеватых влажных и насыщенных водой Глинистые грунты при показателе текучести IL 0,5 |
0,5 0,4 |
0,8 0,6 |
| П р и м е ч а н и е — Значение коэффициента ε для пылеватых песков влажных и насыщенных водой, глин и суглинков при показателе текучести 0,5 < IL 0,75 и супесей при 0,5 < IL 1 должно быть понижено на 15 %. | ||
7.12 Несущая способность (устойчивость) основания стоечной опоры считается обеспеченной при соблюдении условияFH c 2 FHu /n , (7.7)
где FH — равнодействующая всех расчетных горизонтальных нагрузок, действующих на опору на высоте H над уровнем поверхности грунта, кН;
H=M/FH,
здесь M — расчетный опрокидывающий момент на уровне поверхности грунта с
учетом деформаций основания опоры;c2 — коэффициент условий работы закрепления, принимаемый по таблице 7.2;
FHu — предельное сопротивление основания от действия силы, приложенной на
высоте Н, определяемое расчетом, кН;n — коэффициент надежности, принимаемый по 7.10.
Т а б л и ц а 7.2Грунты |
Значение коэффициента условий работы закрепления с2 в грунтах со структурой |
|
| ненарушенной | нарушенной | |
| Пески: крупные средней крупности мелкие пылеватые |
1,05 1,1 1,1 1,15 |
1 1 1 1,05 |
| Супеси: IL < 0,25 IL > 0,25 |
1,3 1,4 |
1,2 1,3 |
| Суглинки: IL < 0,25 0,25 < IL < 0,5 IL > 0,5 |
1,25 1,4 1,4 |
1,15 1,25 1,25 |
Окончание таблицы 7.2Грунты |
Значение коэффициента условий работы закрепления с2 в грунтах со структурой |
|
| ненарушенной | нарушенной | |
| Глины: IL < 0,25 0,25 < IL < 0,5 IL > 0,5 |
1,5 1,5 1,5 |
1,3 1,3 1,4 |
При расчете основания фундамента стоечной опоры все действующие на опору нагрузки каждого сочетания заменяют силами: поперечнойFH, приложенной на высоте Н =
=M / FH от отметки поверхности земли, и вертикальной Fv, приложенной на отметке подошвы
стойки. Нагрузки М, FH, и Fv принимают по усилиям, действующим в сечении стойки на
отметке поверхности грунта, полученным в результате статического расчета опоры.
7.13 Расчет оснований стоечных опор с оттяжками и стоек порталов с внутренними связями на вдавливание выполняют по несущей способности по формуле
Fc c R A / g, (7.8)
где Fc — расчетная сжимающая нагрузка на отметке подошвы стойки, кН; для
промежуточных опор расчетную нагрузку из сочетаний с
кратковременными нагрузками принимают с коэффициентом 0,6 для сверленых котлованов; в остальных случаях принимают полное значение;
с — коэффициент условий работы, равный 1;
R — расчетное сопротивление грунта основания при осадке стойки 5 см,
принимаемое по таблице 7.3, кПа;
A — площадь подошвы фундамента, м2, принимают равной площади подошвы стойки при установке стойки в сверленый котлован и заделке пазух гравийно-песчаной смесью или крупным песком, а также в копаные котлованы без опорной плиты; при установке стойки в сверленый котлован
и заполнении пазух бетонированием площадь А принимают равной площади котлована;
g — коэффициент надежности по грунту, равный 1,3.
Т а б л и ц а 7.3
=M / FH от отметки поверхности земли, и вертикальной Fv, приложенной на отметке подошвы
стойки. Нагрузки М, FH, и Fv принимают по усилиям, действующим в сечении стойки на
отметке поверхности грунта, полученным в результате статического расчета опоры.
7.13 Расчет оснований стоечных опор с оттяжками и стоек порталов с внутренними связями на вдавливание выполняют по несущей способности по формулеFc c R A / g, (7.8)
где Fc — расчетная сжимающая нагрузка на отметке подошвы стойки, кН; для
промежуточных опор расчетную нагрузку из сочетаний с
кратковременными нагрузками принимают с коэффициентом 0,6 для сверленых котлованов; в остальных случаях принимают полное значение;с — коэффициент условий работы, равный 1;
R — расчетное сопротивление грунта основания при осадке стойки 5 см,
принимаемое по таблице 7.3, кПа;
A — площадь подошвы фундамента, м2, принимают равной площади подошвы стойки при установке стойки в сверленый котлован и заделке пазух гравийно-песчаной смесью или крупным песком, а также в копаные котлованы без опорной плиты; при установке стойки в сверленый котлован
и заполнении пазух бетонированием площадь А принимают равной площади котлована;g — коэффициент надежности по грунту, равный 1,3.
Т а б л и ц а 7.3| Грунты | Расчетное сопротивление грунта R, кПа |
| Пески: гравелистые крупные средней крупности мелкие пылеватые Супеси: IL 0 0 < IL 1 Суглинки и глины 0 0,10 0,20 при IL, равном 0,30 0,4 0,50 0,60 0,75 |
6500 5200 3900 2050 1300 2050 800 5850 4700 3600 2300 1600 1300 800 400 |
8 Особенности проектирования оснований малоэтажных зданий
8.1 Положения раздела распространяются на малоэтажные жилые и общественные здания, производственные сельскохозяйственные здания, гаражи и другие малоэтажные здания и сооружения.
Эти здания могут возводиться на малозаглубленных, устраиваемых в слое сезоннопромерзающего грунта, и незаглубленных фундаментах.
8.2 Рекомендуется применять следующие типы фундаментов:
а) фундаменты на естественном основании (ленточные, столбчатые, плитные, щелевые и др.);
б) фундаменты на локально уплотненных основаниях (в вытрамбованных или выштампованных котлованах, забивные блоки и др.);
в) короткие сваи.
8.3 В зданиях с несущими стенами рекомендуется применять преимущественно фундаменты на естественном основании (ленточные, столбчатые, щелевые и др.). В сложных инженерно-геологических условиях (специфические грунты, высокий уровень подземных вод и др.) могут быть использованы типы фундаментов, указанные в 8.2, б, в.
8.4 В зданиях стоечно-балочной схемы и при безростверковом опирании стен следует применять столбчатые фундаменты (на естественном или локально уплотненном основании) или короткие сваи.
8.5. Для зданий без подвалов рекомендуются малозаглубленные фундаменты. Тип, конструкция малозаглубленного фундамента и способ подготовки его основания зависят от свойств грунтов основания и степени их пучинистости.
8.6. При проектировании малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах, в том числе локально уплотненных, обязательным является расчет их оснований по деформациям пучения (см. подраздел 6.8).
8.7 При строительстве на практически непучинистых грунтах несущие элементы малозаглубленных и незаглубленных фундаментов укладывают на выравнивающую подсыпку из песка, на пучинистых грунтах — на подушку из непучинистого материала (песок гравелистый, крупный или средней крупности, мелкий щебень, котельный шлак и др.). В необходимых случаях для увеличения расчетного сопротивления грунта основания целесообразно предусматривать устройство песчано-щебеночной (песчано- гравийной) подушки (смесь песка крупного или средней крупности — 40 %, щебня или
гравия — 60 %).
8.8 В зависимости от степени пучинистости грунта основания (ГОСТ 25100)
ленточные малозаглубленные фундаменты следует устраивать:
а) на практически непучинистых и слабопучинистых грунтах — из сборных бетонных блоков, укладываемых без соединения между собой;
б) на средне- и сильнопучинистых грунтах — из сборных железобетонных блоков, содержащих выпуски арматуры (выпуски соседних блоков соединяют, стыки замоноличивают бетоном);
в) на чрезмерно пучинистых грунтах — из монолитного железобетона.
8.9 Сборно-монолитные, монолитные фундаменты и ростверки щелевых фундаментов и коротких свай всех стен должны быть жестко связаны между собой и объединены в систему перекрестных лент.
8.10 При строительстве на сильно- и чрезмерно пучинистых грунтах следует производить усиление стен армированными или железобетонными поясами, устраиваемыми в уровне перекрытий и над проемами верхнего этажа.
8.11 Малозаглубленные столбчатые фундаменты на средне-, сильно- и чрезмерно пучинистых грунтах должны быть связаны фундаментными балками, объединенными в единую систему.
8.12 При устройстве столбчатых фундаментов на пучинистых грунтах необходимо предусматривать зазор между нижней гранью фундаментных балок и планировочной поверхностью грунта, величина которого должна быть не менее расчетной деформации пучения (подъема) ненагруженного основания.
8.13 При наличии чрезмерно пучинистых грунтов и значительной чувствительности зданий к неравномерным деформациям рекомендуется строить их на малозаглубленных и незаглубленных монолитных железобетонных плитных фундаментах, под которыми устраивают подушки из непучинистых материалов.
8.14 При вытрамбовывании (выштамповывании) котлованов и забивке блоков рекомендуется использовать фундаменты в форме усеченной пирамиды с углом наклона боковых граней к вертикали 5—10°. Фундаменты указанной конструкции допускается закладывать в сезоннопромерзающем слое грунта.
8.15 Для зданий с несущими стенами рекомендуется применять однорядное расположение забивных блоков и пирамидальных свай с напрягаемой арматурой, а также короткие сваи различных типов и способов изготовления.
9 Особенности проектирования оснований подземных частей сооружений и геотехнический прогноз
9.1 Требования раздела распространяются на вновь возводимые и реконструируемые сооружения с подземной частью, устраиваемую открытым или полузакрытым способом в котловане.
9.2 Проектирование оснований подземных частей сооружений включает помимо требований 5.1.1 обоснованный расчетом выбор:
глубины заложения подземных конструкций;
способа устройства подземных конструкций (в открытом котловане, полузакрытый «сверху вниз», опускной колодец, в насыпи и др.);
заложения откосов неподкрепленных котлованов;
типа, конструкции, материала ограждений котлованов и их креплений;
мероприятий, применяемых для снижения влияния строительства на деформации оснований, фундаментов и надземных конструкций сооружений и инженерных коммуникаций окружающей застройки;
мероприятий, применяемых для минимизации изменений гидрогеологических условий или предотвращения вызванных этим возможных негативных последствий, в том числе для окружающей застройки и экологической среды.
9.3 Программа инженерно-геологических изысканий для проектирования оснований подземных частей сооружений I уровня ответственности должна пройти геотехническую экспертизу в соответствии с указаниями 4.18.
9.4 При проектировании подземных частей сооружений I и II уровней ответственности в котлованах глубиной более 5 м, подкрепленных ограждающими конструкциями, геологические разведочные скважины должны быть размещены по
трассе ограждающих конструкций не реже чем через 20 м. При отсутствии фактической возможности расположения скважин указанным образом, их следует устраивать по сетке не более 20×20 м. Число скважин должно зависеть от категории сложности инженерно-геологических условий и составлять не менее пяти.
Инженерно-геологическое строение площадки должно быть изучено на глубину не менее 1,5Hс + 5 м, где Hс — глубина заложения подошвы ограждающей конструкции, но не менее 10 м от подошвы ограждающей конструкции. На указанную глубину должно быть пройдено не менее 30 % скважин, но не менее трех скважин.
При проектировании подземных частей сооружений в неподкрепленных котлованах глубина разведочных скважин должна составлять не менее 1,5Hк + 5 м, где Hк — глубина котлована.
9.5 Инженерно-геологические изыскания следует выполнять также вне границ площадок строительства в случаях:
необходимости анализа возможности проявления на примыкающей к зоне
строительства территории опасных инженерно-геологических процессов;
определения возможности и целесообразности устройства грунтовых анкеров вне границ площадки строительства, а также последующего выполнения расчетов анкерных конструкций и оценки влияния их устройства на окружающую застройку;
решения вопроса о необходимости закрепления грунтов оснований и усиления фундаментов сооружений окружающей застройки, попадающих в зону влияния нового строительства;
необходимости получения данных для расчета изменения гидрогеологических условий на территории, примыкающей к строительной площадке.
9.6 В процессе инженерных изысканий должны быть выявлены и изучены: тектонические и закарстованные структуры, разрывные и складчатые нарушения; фильтрационные свойства грунтов, необходимые для расчета ожидаемых
водопритоков в котлованы и подземные выработки, величина напора в горизонтах подземных вод, наличие и толщина водоупоров и их устойчивость против прорыва напорных вод;
наличие и распространение грунтов, обладающих плывунными, тиксотропными и суффозионными свойствами и виброползучестью;
наличие и местоположение подземных сооружений, подвалов, тоннелей, инженерных коммуникаций, колодцев, подземных выработок, буровых скважин и пр.;
динамические и вибрационные воздействия от существующих стационарных и временных источников и от транспорта.
9.7. При проектировании оснований подземных частей сооружений I уровня
ответственности и II уровня ответственности при глубине котлована более 5 м дополнительно к предусмотренным в 5.1.8 следует полевыми и лабораторными методами определять следующие физико-механические характеристики дисперсных и скальных грунтов:
модуль деформации Е для первичной ветви нагружения и ветви вторичного (повторного) нагружения Ее (см. 5.5.31), которое следует выполнять для тех же диапазонов напряжений, что и первичное;
коэффициент поперечной деформации v. Для подземных сооружений II уровня ответственности расчетные значения коэффициента vдопускается принимать в соответствии с 5.6.44;прочностные характеристики: угол внутреннего трения и удельное сцепление с, определяемые для условий, соответствующих всем этапам строительства и эксплуатации подземного сооружения;
предел прочности на одноосное сжатие Rc и модуль деформации E для скальных, искусственно закрепленных и замороженных грунтов;удельные нормальные и касательные силы морозного пучения σfh,h и fh;
коэффициент фильтрации грунтов;
характеристики трещиноватости массивов скальных грунтов: модуль трещиноватости Mj, показатель качества породы RQD, коэффициент выветрелости Kwr.
При соответствующем обосновании по специальному заданию (например,
специализированной организации, ведущей научно-техническое сопровождение проектирования и строительства согласно 4.16) изысканиями могут определяться и другие физико-механические и классификационные характеристики грунтов и массивов, в том числе:
прочность грунта при недренированном сдвиге cu; коэффициент переуплотнения грунта OCR; параметры ползучести глинистых грунтов;
предел прочности на одноосное растяжение Rt для скальных и искусственно закрепленных грунтов;
классификационные характеристики скальных массивов RMR, Q, GSI.
9.8 При проектировании оснований подземных частей сооружений I уровня ответственности в случае необходимости следует выполнять измерения напряжений в массивах скальных и нескальных грунтов; опытные полевые работы по водопонижению, закреплению и замораживанию грунтов, устройству ПФЗ и «стен в грунте», а также геофизические и прочие исследования.
9.9 Расчеты и проектирование оснований подземных частей сооружений, размещаемых вблизи окружающей застройки, следует выполнять как для обеспечения прочности, надежности и долговечности самого проектируемого сооружения на всех стадиях строительства и эксплуатации, так и для обеспечения прочности, надежности и долговечности существующих сооружений и инженерных коммуникаций, а также сохранения окружающей среды.
9.10 При проектировании оснований подземных частей сооружений следует учитывать их уровень ответственности, а также уровень ответственности сооружений, на которые может оказывать влияние подземное строительство (ГОСТ 27751).
В случае, если в зону влияния проектируемой подземной части сооружения (см. 9.34) попадает сооружение окружающей застройки более высокого уровня ответственности, уровень ответственности проектируемого сооружения должен быть повышен до уровня ответственности сооружения, которое подвергается влиянию проектируемого.
9.11 Нагрузки и воздействия на основания и конструкции подземных частей сооружений должны устанавливаться расчетом, исходя из анализа совместной работы конструкций сооружения и основания, с учетом возможного их изменения на различных стадиях возведения и эксплуатации сооружения.
При определении нагрузок и воздействий на основание и конструкции подземных частей сооружений к постоянным нагрузкам относят:
вес строительных конструкций подземной и надземной частей сооружения;
давление грунтового массива, вмещающего сооружение, и подземных вод при установившейся фильтрации; усилия натяжения постоянных анкеров;
распорные усилия в постоянных конструкциях и пр.
К временным длительным нагрузкам и воздействиям относят:
вес стационарного оборудования; давление подземных вод при неустановившемся режиме фильтрации;
динамические воздействия от эксплуатируемых линий метрополитена, транспортных сооружений или промышленных объектов;
нагрузки от складируемых на поверхности грунта материалов;
температурные технологические воздействия;
усилия натяжения временных анкеров;
распорные усилия во временных конструкциях;
нагрузки, обусловленные изменением влажности, усадкой и ползучестью материалов и пр.
К кратковременным нагрузкам и воздействиям относят:
дополнительное давление грунта, вызванное подвижными нагрузками, расположенными на земной поверхности;
температурно-климатические воздействия и пр. К особым нагрузкам и воздействиям относят:
сейсмические воздействия; воздействия, обусловленные деформациями основания при просадках, набухании и морозном пучении грунтов;
аварийные воздействия (например, при полном водонасыщения грунтов основания за пределами ограждающей конструкции котлована или подземной части сооружения при расположении в зоне влияния строительства водонесущих коммуникаций) и пр.
9.12 Расчеты оснований подземных частей сооружений по первой и второй группам предельных состояний должны выполняться в соответствии с указаниями раздела 5 и включать определения:
несущей способности основания, устойчивости сооружения и его отдельных элементов;
местной прочности скального основания;
устойчивости склонов, примыкающих к сооружению, откосов и ограждающих конструкций котлованов;
нагрузок, передающихся на ограждающие конструкции котлованов и наружные стены подземных частей сооружений;
несущей способности по грунту анкерных конструкций (грунтовых анкеров, анкерных свай и др.);
фильтрационной прочности основания, давления подземных вод на конструкции подземных частей сооружения, устойчивости против всплытия;
фильтрационного расхода при водопонижении;
изменения гидрогеологических условий, вызванных строительством и эксплуатацией сооружения;
деформаций системы «подземная часть сооружения — основание»;
деформаций оснований окружающей застройки.
При проектировании оснований ограждений, устраиваемых способом «стена в грунте», следует выполнять расчет устойчивости стенок траншеи, заполненной тиксотропным раствором.
При проектировании оснований подпорных стен, устраиваемых из отдельно стоящих элементов, следует выполнять расчет прочности основания на продавливание грунта между элементами.
При выполнении расчетов должны учитываться возможные изменения уровней горизонтов подземных вод и пъезометрических напоров, а также физико-механических свойств грунтов с учетом технологических воздействий, промерзания и оттаивания, явлений просадок, пучения, набухания и т.п.
При выполнении расчетов оснований подземных частей сооружений следует учитывать конструктивную нелинейность, связанную с изменением расчетной схемы в процессе строительства, технологические особенности возведения и последовательность строительных операций.
9.13 При выполнении расчетов оснований подземных частей сооружений допускается использование аналитических, численных и других методов.
При выборе метода расчета необходимо пользоваться указаниями 5.1.6.
При использовании численных методов расчетная модель, идеализирующая напряженно-деформированное состояние основания и сооружения, должна отражать основные свойства прототипа, конструктивные особенности сооружения, характер работы основания и схему их взаимодействия.
9.14 При проектировании оснований подземных частей сооружений, устраиваемых с обратной засыпкой грунта, расчетные значения характеристик грунтов обратной засыпки ( ´I, ´I, c´I), уплотненных не менее чем до kсот = 0,95 их плотности в природном состоянии, допускается устанавливать по расчетным характеристикам тех же грунтов в природном состоянии ( I, I, cI), принимая ´I = 0,95 I; ´I = 0,9 I; c´I ==0,5cI, при этом следует принимать c´I не более 7 кПа.
9.15 При выполнении расчетов оснований подземных частей сооружений следует
определять нормальные и касательные напряжения на контакте «конструкция — грунтовый массив». Величины контактных напряжений требуется определять, рассматривая совместную работу сооружения с основанием.
При определении величин напряжений на контакте следует учитывать историю формирования и существующее напряженно-деформированное состояние грунтового массива, конструктивные особенности сооружения, прочностные и деформационные характеристики грунтов основания и элементов сооружения, технологию и последовательность возведения сооружения.
Следует учитывать, что деформации основания и конструкций на их контакте могут быть не совместны. В расчетах необходимо учитывать возможность отлипания или сдвига на контакте «конструкция – грунт».
9.16 Для проверки возможности сдвига на контакте конструкций с грунтом должны быть определены силы предельного сопротивления сдвигу, которые зависят от характеристик трения и сцепления на контакте.
Силы трения и сцепления на контакте «конструкция — грунтовый массив» должны определяться в зависимости от значений прочностных характеристик грунта, гидрогеологических условий площадки, материала конструкции, технологии ее устройства.
Для нескальных грунтов допускается принимать следующие расчетные значения прочностных характеристик на контакте «конструкция — грунтовый массив»:
удельное сцепление ск = 0;
угол трения грунта по материалу конструкции δ = γкυ, где υ — угол внутреннеготрения грунта, к — коэффициент условий работы, принимаемый по таблице 9.1.
Т а б л и ц а 9.1
| Материал конструкции | Технология устройства и особые условия | γк |
| Бетон, железобетон | Монолитные гравитационные и гибкие подпорные стены, бетонируемые насухо. Монолитные фундаменты |
0,67 |
| Монолитные гибкие подпорные стены, бетонируемые под глинистым раствором в грунтах естественной влажности. Сборные гравитационные стены и фундаменты |
0,50 | |
| Монолитные гибкие стены, бетонируемые под глинистым раствором в водонасыщенных грунтах. Сборные гибкие стены, устраиваемые под глинистым раствором в любых грунтах |
0,33 | |
| Металл, дерево | В мелких и пылеватых водонасыщенных песках | 0 |
| В прочих грунтах | 0,33 | |
| Любой | При наличии вибрационных нагрузок на основание | 0 |
9.17 Давление грунта на подпорные стены, ограждения котлованов и наружные стены подземных частей сооружения следует определять в зависимости от величин перемещений и деформаций, реализуемых в результате совместной работы конструкций с грунтовым массивом.
9.18 При определении давления грунта на подпорные стены, ограждения котлованов и стены подземных частей сооружений следует учитывать:
внешние нагрузки и воздействия на грунтовый массив (нагрузки от складируемых материалов, от строительных механизмов, транспортные нагрузки на проезжей части, нагрузки, передаваемые фундаментами сооружений окружающей застройки) и пр.;
наличие существующих подземных и заглубленных сооружений;
наклон граней стены к вертикали;
наклон поверхности грунта, неровности рельефа и отклонение границ инженерно-
геологических элементов от горизонтали;
возможность устройства берм и откосов в котловане в процессе производства работ;
прочностные характеристики на контакте «конструкция — грунтовый массив»;
вертикальные и горизонтальные перемещения конструкции и их направление относительно основания;
деформационные характеристики подпорной конструкции, анкерных и распорных элементов;
последовательность производства работ;
возможность перебора грунта в процессе экскавации;
фильтрационные силы в массиве грунта;
дополнительные давления на подпорные конструкции, вызванные морозным пучением и набуханием грунтов, а также проведением работ по нагнетанию в грунт растворов, тампонажу и пр.;
температурные воздействия;
динамические и вибрационные воздействия и их влияние на статическое давление грунта.
9.19 При определении величин бокового давления грунта на ограждения котлованов и конструкции подземных частей сооружений для выполнения расчетов по первой группе предельных состояний следует использовать значения прочностных характеристик грунтов I , cI , а для выполнения расчетов по второй группе предельных состояний — II, cII. В обоих случаях коэффициент надежности по нагрузке для удельного веса грунта должен приниматься γf(g) =1,0.9.20 При горизонтальных перемещениях подпорного сооружения или стены
подвала менее 0,0005h, где h — глубина котлована или высота конструкции, давление грунта вычисляется при напряженном состоянии в покое. При определении напряженного состояния основания в покое следует учитывать историю его формирования.
Горизонтальная составляющая эффективного давления грунта в покое на глубине z
определяется по формуле
h;0 (z) = K0[ 'z (z) + zp (z)], (9.1)где K0 — коэффициент бокового давления грунта в покое;'z (z) — вертикальное эффективное напряжение от собственного веса грунта на глубине z;
'zp (z) — вертикальное эффективное напряжение на глубине z от поверхностной нагрузки.
Коэффициент бокового давления грунта в покое должен определяться в процессе инженерно-геологических изысканий полевыми методами.
При горизонтальной поверхности грунта коэффициент давления грунта в покое K0
для нормально уплотненных грунтов допускается определять по формуле
K0 = / (1 – ), (9.2)где — коэффициент поперечной деформации.Для переуплотненных грунтов допустимо K0 определять по формуле
K 0 (1sin) OCR , (9.3)где OCR — коэффициент переуплотнения грунта.
П р и м е ч а н и я
1 Коэффициент OCR определяется отношением давления, при котором грунт был ранее переуплотнен
(например, ледником), к давлению, действующему в настоящее время.
2 В формуле (9.3) не рекомендуется использовать значения OCR > 2,0.
Если поверхность основания наклонена по отношению к горизонтали под углом β < υ вверх по направлению от ограждения котлована или стены сооружения, то горизонтальную составляющую эффективного давления грунта 'h;0 (z) следует вычислять по формуле (9.1), в которой K0 заменяется коэффициентом К0,β, определяемым по формулеK0,K0 (1
sin
) , (9.4)
При этом направление равнодействующей силы бокового давления принимается параллельным поверхности грунта.
9.21. При горизонтальных перемещениях u подпорного сооружения или стены подвала более 0,0005h зависимость величин бокового давления грунта допускается определять в соответствии c кусочно-линейной диаграммой на рисунке 9.1. Знак перемещений считается положительным при перемещении конструкции в направлении грунтового массива.
Предельные величины бокового давления грунта соответствуют активному давлению 'h;a (z) при перемещении конструкции в направлении от грунтового массива и пассивному давлению 'h;p (z) при перемещении в направлении грунтового массива.Рисунок 9.1 — Зависимость величин бокового давления грунта 'h(z) от горизонтальных перемещений конструкцииu, ua=0,001h, up=(0,01 — 0,02)h9.22 Величины бокового давления грунта допускается принимать равными 'h;a(z), если величина горизонтального перемещения конструкции в направлении от грунта превышает 0,001h.Величину эффективного активного давления грунта на конструкцию, вызванного его объемным весом γ, при наличии вертикальной равномерно распределенной нагрузки q, приложенной к поверхности, рекомендуется определять по формуле
нормальная составляющая на глубине z'h;a (z) = Ka (γ z + q) 2cK a ; (9.5)
касательная составляющая на глубине z (положительна при перемещении грунта вниз относительно конструкции)τ'a(z) = 'h;a (z) tg δ, (9.6)
где с — удельное сцепление грунта;
γ — удельный вес грунта, принимаемый во взвешенном состоянии для водонасыщенных грунтов;
δ — угол трения грунта по материалу конструкции, определяемый в соответствии с
9.16;
Ka — коэффициент активного давления.Величины 'h;a (z) принимаются во всех случаях равными не менее 0.
В случае негоризонтальной поверхности грунта и наклона граней конструкции к
вертикали (рисунок 9.2, а) коэффициент активного давления грунта рекомендуется определять по формуле
К а
cos2
cos(cos2) 1
( θ)
sin(
,
2
) sin( )
(9.7)
cos(
) cos( )
где — угол наклона поверхности грунта к горизонту;— угол отклонения грани конструкции от вертикали;
— угол внутреннего трения грунта.
При горизонтальной поверхности грунта, вертикальной абсолютно гладкой грани конструкции коэффициент активного давления грунта допускается определять по формуле
Ka = tg2(45 /2). (9.8)Рисунок 9.2 — Схема к определению величин активного (а), пассивного (б) давления грунта при негоризонтальной поверхности грунта и наклоне граней конструкции к вертикали
9.23 Величины бокового давления грунта допускается принимать равными 'h;p(z), если величина горизонтального перемещения конструкции в направлении на грунт превышает 0,01h для влажных грунтов и 0,02h для водонасыщенных грунтов.Величину эффективного пассивного давления грунта на конструкцию, допускается определять по формулам:
нормальная составляющая на глубине z'h;p(z) = Kр (γz + q) + 2cK p ; (9.9)
касательная составляющая на глубине z (положительна при перемещении грунта вверх относительно конструкции)
τ'a(z) = 'h;p (z) tg δ, (9.10)где Kp — коэффициент пассивного давления.
В случае негоризонтальной поверхности грунта и наклона граней конструкции к
вертикали (см. рисунок 9.2, б) коэффициент пассивного давления грунта допускается определять по формуле
К p
cos2
cos(cos2
) 1( θ)
sin(
.
2
) sin( )
(9.11)
cos(
) cos( )
При горизонтальной поверхности грунта, вертикальной абсолютно гладкой грани конструкции коэффициент пассивного давления грунта допускается определять по формулеKp = tg2(45+ /2). (9.12)Следует учитывать, что формула (9.11) завышает величины пассивного давления для высоких значений угла внутреннего трения грунта. В связи с этим при , большем20 , рекомендуется в формуле (9.11) во всех случаях принимать = 0.9.24 При необходимости учета других факторов помимо указанных в 9.20 9.23 для определения величин активного и пассивного давления, а также при расчете промежуточных значений бокового давления грунта следует использовать численные методы.
9.25 При вычислении эффективных величин бокового давления проницаемых грунтов на ограждения котлованов следует учитывать фильтрационные силы в том случае, если ограждение является несовершенной противофильтрационной завесой (ПФЗ) и в котловане выполняется строительное водопонижение (см. рисунок 9.3).
Эффективные величины бокового давления водонасыщенных проницаемых грунтов в этом случае определяются по формуле
'h (z) = K (γ'z + q γwI), (9.13)где γ
— удельный вес грунта во взвешенном состоянии;γw — удельный вес воды;
K — 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
ha (z) = z (z) + zp(z) 2cu, (9.14)где cu — прочность грунта при недренированном сдвиге.
Нормальную составляющую величины пассивного давления грунта допускается
определять по формуле
hр (z) = z (z) + zp(z) + 2cu. (9.15)Рисунок 9.3 — Фильтрация в котлован при несовершенной ПФЗ
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
γf γw H0 ≤ γI h0 , (9.16)
где γw — удельный вес воды, кН/м3;
Н0 — расчетная высота напора воды, отсчитываемая от подошвы проверяемого
водоупорного слоя до максимального уровня подземных вод, м;
γI — средневзвешенное расчетное значение удельного веса грунта проверяемого и вышележащих слоев, кН/м3;
h0 — расстояние от дна котлована до подошвы проверяемого слоя грунта, м;
γf =1,2 — 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
γf I ≤ 1, (9.17)
где I — градиент гидравлического напора в восходящем фильтрационном потоке на выходе в котлован в точке А, расположенной вблизи ПФЗ;
γf =1,2 — 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 γw H0 A ≤ γf1∑ Gstb;c + γf2∑ Gstb;l + γf3∑ Rstb, (9.18)
где γw — удельный вес воды, кН/м3;
Н0 — расчетная высота напора воды, отсчитываемая от подошвы подземной
части сооружения до максимального уровня подземных вод, м;
A — площадь подземной части сооружения, м2;
∑ Gstb;c — сумма нормативных значений постоянных вертикальных удерживающих нагрузок, включая собственный вес несущих конструкций сооружения, кН;
∑ Gstb;l — 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;
∑ Rstb — сумма нормативных значений удерживающих вертикальных составляющих сил сопротивления всплытию в основании, включая силы трения, сопротивления свай выдергиванию, натяжения анкеров и др., кН;
γf1 =0,9, γf2 =0,85, γf3 =0,65 — 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;
свободную длину анкерных тяг, обеспечивающую размещение заделки анкеров за пределами границы призмы обрушения;
предварительную длину заделки анкеров, требуемую для восприятия проектных усилий;
места для устройства опытных анкеров; число пробных испытаний анкеров и порядок их выполнения.
Несущая способность преднапряженных анкеров по грунту и по материалу должна предварительно определяться расчетом и проверяться пробными испытаниями. Пробные испытания проводят в наиболее характерных в геологическом отношении местах на максимально возможную нагрузку по материалу анкерных тяг, но не менее чем в 1,75 раза превышающую расчетную проектную нагрузку. Число пробных испытаний должно быть не менее трех.
9.33 При проектировании оснований, фундаментов и подземных частей вновь возводимых или реконструируемых сооружений, располагаемых на застроенной территории, необходимо выполнять геотехнический прогноз (оценку) влияния строительства на изменение напряженно-деформированного состояния окружающего грунтового массива, в том числе оснований сооружений окружающей застройки.
П р и м е ч а н и е — Геотехнический прогноз влияния необходимо выполнять при проектировании подземных инженерных коммуникаций, которые размещаются на застроенных территориях. Указания 9.33—9.39 распространяются на проектирование подземных инженерных коммуникаций также как на строящиеся или реконструируемые сооружения.
Геотехнический прогноз следует выполнять с учетом горизонтальных перемещений ограждающей конструкции котлована и разгрузки основания от выемки грунта в котловане,
вертикальной нагрузки от вновь возводимого сооружения или дополнительных нагрузок от реконструируемого сооружения, изменения уровня подземных вод, вибрационных и динамических воздействий строительных работ и других факторов с учетом последовательности устройства подземной части сооружения, используя аналитические и численные методы расчета. Для расчета дополнительных деформаций оснований и фундаментов сооружений окружающей застройки, вызванных вертикальными нагрузками от вновь возводимого сооружения, допускается использовать расчетную схему в виде линейно-деформируемого полупространства (см. 5.6.37).
9.34 В результате геотехнического прогноза должны быть определены:
радиус зоны влияния rзв, м;
значения дополнительных деформаций оснований и фундаментов сооружений
окружающей застройки.
П р и м е ч а н и я
1 Радиус зоны влияния нового строительства или реконструкции допускается ограничивать расстоянием, при котором расчетное значение дополнительной осадки грунтового массива или основания существующего сооружения окружающей застройки не превышает 1 мм, за исключением расположения на границе зоны влияния сооружений окружающей застройки, категория технического состояния которых предаварийная или аварийная – IV (приложение Е)
2 При ограничении радиуса влияния нового строительства и реконструкции на территориях, осложненных распространением специфических грунтов необходимо учитывать местный опыт проектирования, условия строительства и особенности эксплуатации сооружений, а также указания раздела 6.
3 Радиус зоны влияния по результатам геотехнического прогноза может изменяться вдоль трассы ограждающей конструкции его котлована в зависимости от различных факторов, в том числе глубины котлована, инженерно-геологических условий и пр.
4 Радиус зоны влияния rзв измеряется от границ проектируемого котлована.
9.35 Геотехнический прогноз необходимо выполнять для сооружений окружающей застройки, расположенных в пределах предварительно назначаемой зоны влияния строящегося или реконструируемого сооружения, которая определяется согласно указаниям 9.36.
Перед выполнением геотехнического прогноза необходимо провести техническое обследование состояния конструкций сооружений окружающей застройки, расположенных в предварительно назначаемой зоне влияния нового строительства или реконструкции (см.
9.36). По результатам технического обследования следует определить категорию технического состояния сооружений окружающей застройки согласно приложению Е.
П р и м е ч а н и е — Если по результатам геотехнического прогноза (см. 9.34) в зоне влияния нового строительства или реконструкции располагаются существующие сооружения окружающей застройки, не учтенные при предварительном назначении зоны влияния согласно указаниям 9.35, 9.36, то для этих сооружений необходимо также установить категорию технического состояния (приложение Е) и включить в перечень сооружений, для которых выполняется геотехнический прогноз.
9.36 Для предварительного назначения зоны влияния вновь возводимого (реконструируемого) сооружения, расположенного на застроенной территории, допускается ориентировочный радиус зоны влияния rзв, м, принимать в зависимости от глубины котлована Hк, м, метода его крепления и конструкции ограждения котлована равным:
5Нк — при использовании ограждения котлована с креплением анкерными конструкциями, но не более 2L, где L — суммарная длина горизонтальной проекции тела анкера и его тяги, м;
4Нк — при использовании ограждения из стальных элементов (труб, двутавров и т.п.) с консольным креплением либо креплением стальными распорками или подкосами, а также при устройстве котлована в естественных откосах;
3Нк — при использовании монолитной или сборно-монолитной железобетонной конструкции ограждения котлована (по технологии «стена в грунте», буронабивных секущихся свай и т.п.) с консольным креплением либо креплением стальными распорками или подкосами, а также при использовании ограждения из стальных элементов (труб, двутавров и т.п.) и экскавации грунта в котловане под защитой монолитных железобетонных перекрытий;
2Нк — при использовании монолитной или сборно-монолитной железобетонной конструкции ограждения котлована (по технологии «стена в грунте», буронабивных секущихся свай и т.п.) и экскавации грунта в котловане под защитой монолитных железобетонных перекрытий.
П р и м е ч а н и е — Величина предварительно назначаемой зоны влияния может корректироваться на основании местного опыта проектирования с учетом специфических грунтовых условий и других факторов.
9.37 Расчет оснований по деформациям для сооружений окружающей застройки, расположенных в зоне влияния нового строительства или реконструкции, производят из условия
sad ≤ sad,u, (9.19)
где sad — дополнительная осадка основания фундамента (совместная дополнительная
деформация основания и сооружения), определяемая в соответствии с
указаниями 9.33 с учетом совокупности воздействий, связанных с новым строительством или реконструкцией;
sad,u — предельное значение дополнительной осадки основания фундаментов (предельное значение совместной дополнительной деформации основания и сооружения), устанавливаемое в соответствии с указаниями приложения Л с учетом категории технического состояния сооружения окружающей застройки (см. приложение Е).
П р и м е ч а н и я
1 Для определения совместной дополнительной деформации основания и сооружения окружающей застройки sad могут использоваться методы, указанные в 5.1.4, с учетом значений дополнительных деформаций основания, полученных по результатам геотехнического прогноза.
2 При расчете оснований сооружений окружающей застройки по деформациям, условие формулы
9.19 должно выполняться в том числе для параметров, указанных в 5.6.4.
9.38 При проектировании вновь возводимых или реконструируемых сооружений на застроенной территории необходимо предусмотреть мероприятия, обеспечивающие эксплуатационную надежность сооружений окружающей застройки на период строительства и дальнейшей эксплуатации. Если по результатам геотехнического прогноза условие формулы (9.19) не выполняется, рекомендуется предусматривать следующие мероприятия:
изменение конструкции ограждения строительного котлована, методов ее крепления, глубины подземной части, ее планового расположения и др.;
снижающие деформации основания сооружений окружающей застройки (устройство разделительных стен, компенсационных экранов, закрепление грунтов основания и др.);
снижающие дополнительные осадки и (или) их неравномерность или повышающие пространственную жесткость сооружений окружающей застройки (усиление фундаментов, устройство монолитных и стальных поясов в подземной и надземной частях сооружений и др.);
комбинацию вышеперечисленных мероприятий.
П р и м е ч а н и е — Для обеспечения эксплуатационной надежности сооружений окружающей застройки приоритетным является изменение проектных характеристик вновь возводимого или реконструируемого сооружения.
Состав назначаемых защитных мероприятий должен определяется с учетом:
характерных особенностей сооружений окружающей застройки (уровень ответственности, значения прогнозируемых деформаций основания, расстояние до проектируемой подземной части, конструктивная схема, категория технического состояния и физико-механические свойства грунтов основания сооружений окружающей застройки и пр.)
особенностей проектируемого или реконструируемого сооружения (глубина котлована, тип ограждающей конструкции котлована и метод ее крепления, инженерно-геологические и гидрогеологические условия, включая прогноз их изменений, давление на основание и пр.).
П р и м е ч а н и я
1 При распространении специфических грунтов или возможности развития опасных геологических процессов в основании площадки строительства и (или) сооружений окружающей застройки, необходимо дополнительно учитывать соответствующие разделы настоящего свода правил.
2 Защитные мероприятия для сооружений окружающей застройки также допускается разрабатывать при отсутствии возможности учета расчетными методами динамических, вибрационных и других дополнительных воздействий, в том числе технологических особенностей строительства.
После разработки проекта защитных мероприятий по обеспечению эксплуатационной пригодности сооружений окружающей застройки, расположенных в зоне влияния нового строительства или реконструкции, геотехнический прогноз необходимо повторить с учетом этих мероприятий для подтверждения выполнения условия формулы (9.19).
9.39 При проектировании подземных частей сооружений (нового строительства и реконструкции) I и II уровней ответственности необходимо предусматривать проведение геотехнического мониторинга в соответствии с указаниями раздела 12, в том числе для сооружений окружающей застройки.
10 Особенности проектирования оснований высотных зданий
10.1 Требования настоящего раздела распространяются на проектирование оснований зданий высотой более 75 м, в том числе на высотные части зданий в составе разноэтажных комплексов.
10.2 При проектировании оснований, фундаментов и конструкций подземной части высотного здания следует учитывать требования раздела 9.
10.3 При проектировании оснований, фундаментов и конструкций подземной части высотных зданий, инженерно-геологические изыскания следует выполнять на территории, размеры которой должны превышать плановые размеры основания надземной части высотного здания с каждой ее стороны на величину не менее 0,5b, где b — ширина надземной части здания.
10.4 Программа инженерно-геологических изысканий для проектирования оснований высотных зданий должна пройти геотехническую экспертизу и получить согласование организации, имеющей соответствующую аккредитацию.
10.5 В процессе инженерно-геологических изысканий следует выявлять геологические разломы, складчатые структуры, области разрушения или повышенной трещиноватости скальных грунтов, а также иные признаки древней и современной тектонической деятельности. Для этого рекомендуется применять геофизические
методы исследований. Результаты инженерно-геологических изысканий должны содержать выводы о современной тектонической активности площадки.
10.6 Не допускается размещение высотных зданий на площадках с выявленной современной тектонической активностью, с проявлениями опасных геологических процессов (оползни, сели, лавины, карст и др.), а также на подрабатываемых территориях.
Размещение высотных зданий на площадках с потенциальной возможностью проявления опасных геологических процессов допускается в случае проектирования мероприятий, исключающих активизацию таких процессов или обеспечивающих требуемую степень безопасности здания.
10.7 При выполнении инженерно-геологических изысканий дополнительно к требованиям 9.7 следует для грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента:
определять деформационные характеристики на основе комплекса лабораторных исследований, включающих одновременно компрессионные и стабилометрические испытания, а также полевых исследований, включающих испытания штампом или прессиометром;
исследовать реологические характеристики, параметры механической и фильтрационной анизотропии.
10.8 При проектировании оснований зданий высотой более 100 м расчетные значения модуля деформации грунтов Е должны приниматься по формуле (5.1) при коэффициенте надежности по грунту γg = 1,1. Для зданий высотой более 200 м значение γg может быть увеличено.
10.9 При проектировании оснований, фундаментов и конструкций подземной
части высотных зданий следует предусматривать работы по научно-техническому сопровождению в соответствии с 4.16, 4.17.
10.10 Расчет оснований высотных зданий во всех случаях следует выполнять по первой и второй группам предельных состояний с учетом коэффициента надежности по ответственности здания в соответствии с ГОСТ 27751.
10.11 Определение величин нагрузок на основание и расчеты оснований, фундаментов и конструкций подземной части высотных зданий следует выполнять, в обязательном порядке рассматривая совместную работу системы «основание — фундамент — здание» в соответствии с 5.1.6.
10.12 При расчете оснований высотных зданий по деформациям следует учитывать зависимость деформационных и прочностных характеристик грунтов от длительности приложения нагрузок.
Расчет осадок основания следует выполнять на основные сочетания постоянных и длительных нагрузок.
Расчет кренов фундамента следует выполнять на основные сочетания постоянных, длительных и кратковременных (преимущественно ветровых) нагрузок. При этом величина крена должна складываться из двух составляющих: il – крен от действия постоянных и длительных нагрузок; is – крен от действия кратковременных нагрузок.
При определении величины il следует использовать расчетные значения модуля деформации грунта Е, а при определении величины isследует использовать расчетные значения модуля упругости грунта Еe.
П р и м е ч а н и е — Модуль упругости грунта может быть получен с помощью геофизических исследований, при их отсутствии допускается принимать Еe = 5E для скальных грунтов и Еe = 8E для нескальных грунтов.
10.13 Предельные значения характеристик совместной деформации основания, фундаментов и конструкций здания (см. 5.6.5) должны устанавливаться исходя из
технологических, конструктивных, физиологических и эстетико-психологических требований в соответствии со СП 20.13330.
10.14 Проверку соблюдения условия формулы (5.6) следует проводить в составе совместных расчетов системы «основание — фундамент — здание».
10.15 При проектировании оснований и фундаментов высотных частей зданий в составе разноэтажных комплексов следует выполнять расчет взаимного влияния строительства отдельных частей комплекса с учетом последовательности их возведения.
10.16 При проектировании оснований и фундаментов высотных частей зданий в составе разноэтажных комплексов рекомендуется предусматривать их опережающее строительство по отношению к примыкающим малоэтажным частям с целью уменьшения неравномерных осадок последних.
Расчет основания высотной части здания по первой и второй группам предельных состояний при использовании фундаментов на естественном основании дополнительно необходимо выполнять для строительного случая, соответствующего нахождению фундамента на поверхности нескального грунта в котловане при условии отсутствия пригрузки от веса примыкающих малоэтажных частей комплекса.
10.17 При проектировании зданий высотой более 100 м в районах с сейсмичностью 5 баллов и более необходимо выполнять расчет на сейсмическое воздействие в соответствии с подразделом 6.12.
11 Водопонижение
11.1 Для защиты подземных сооружений, котлованов и траншей от подземных вод в периоды строительства и (или) эксплуатации применяют искусственное понижение уровня подземных вод путем устройства водоотлива, водопонизительных скважин, иглофильтров, электроосмоса и дренажа.
11.2 Выбор способов водопонижения должен учитывать конструктивные особенности и размеры сооружения, в т.ч. его подземной части, инженерно- геологические и гидрогеологические условия, размеры осушаемой площади, особенности производства общестроительных работ в защищаемом котловане, возможные изменения физико-механических свойств грунтов основания будущего сооружения, прогноз влияния водопонижения на окружающую застройку и экологическую обстановку, сроки работ и другие факторы.
При проектировании водопонижения необходимо также учитывать возможное изменение режима подземных вод, условия поверхностного стока в строительный и эксплуатационный периоды, расположение мест сброса подземных вод и их химический состав.
11.3 При устройстве водопонижения должны быть предусмотрены мероприятия, препятствующие ухудшению строительных свойств грунтов в основании сооружения, нарушению устойчивости откосов котлована, появлению и развитию опасных геологических и инженерно-геологических процессов, возникновению недопустимых деформаций окружающей застройки, ухудшению экологической обстановки на территории, входящей в зону влияния водопонизительных работ.
11.4 При прогнозировании понижения уровня подземных вод необходимо определить зону его влияния и учитывать возможность возникновения дополнительных осадок территории в зоне развития депрессионной воронки и как следствие деформаций окружающей застройки. Следует учитывать, что радиус зоны влияния на
окружающую застройку от воздействия строительного водопонижения может превышать ориентировочные величины, указанные в разделе 12.
С учетом результатов прогноза влияния водопонижения на деформации основания окружающей застройки следует устанавливать режим водопонижения, сроки строительства и этапность освоения площади застройки, а также определить необходимость проведения защитных мероприятий, направленных на снижение влияния строительного водопонижения на окружающую застройку и экологическую среду, включающих как локальную защиту сооружений, так и защиту всей территории (устройство противофильтрационных завес и экранов, замораживание грунта или его инъекционное закрепление и т.д.).
11.5 При проектировании дренажа, водопонизительных скважин и иглофильтров, а также при расчетах водопонижения, определении необходимости опытного (пробного) водопонижения, проведении наблюдений за изменением уровня подземных вод, выборе устройств и оборудования для водопонижения и разработке мероприятий по охране окружающей среды следует кроме требований настоящего раздела учитывать требования СНиП 2.06.14.
11.1.6. Требуемое понижение уровня подземных вод следует определять:
в водоносных слоях, содержащих безнапорные воды, – с учетом допустимого повышения уровня воды за время аварийного отключения водопонизительной системы (СНиП 2.06.14);
в напорных водоносных слоях, залегающих ниже дна котлована или пола заглубленного сооружения – из условия возможности прорывов воды и необходимости обеспечения устойчивости грунтов в основании сооружения.
При пересечении сооружением (котлованом) водоупорных слоев следует исходить из практически достижимого понижения уровня подземных вод, предусматривая при необходимости дополнительные мероприятия для защиты сооружения (котлована) от подземных вод.
11.7 При проектировании систем строительного водопонижения рекомендуется применять те из них, которые могут быть использованы для работы в эксплуатационный период.
11.8 При организации поверхностного водоотлива для осушения котлованов и траншей в проекте должны быть предусмотрены канавки и лотки для сбора
поступающих в выработки подземных и поверхностных вод и отвода их к водоприемным зумпфам с последующей откачкой на поверхность. Канавки и зумпфы следует располагать за пределами фундаментов сооружения. При необходимости их устройства в пределах контура фундаментов они должны быть укреплены и защищены от размыва.
В насосных станциях для водоотлива следует предусматривать резерв насосов в размере 100 % (по производительности) при одном работающем насосе и 50 % — при двух и более.
11.9 Водопонизительные скважины (открытые и вакуумные, оборудованные насосами, самоизливающиеся и водопоглощающие) следует предусматривать при глубоком понижении уровня подземных вод или для снятия напора подземных вод в
грунтах с коэффициентом фильтрации более 2 м/сут. В случае развития вакуума в полости фильтровой колонны водопонизительной скважины возможно ее применение в грунтах с коэффициентом фильтрации менее 2 м/сут.
Способ водопонижения с помощью водопонизительных скважин применяют как для строительного, так и для эксплуатационного периодов.
11.10 Иглофильтровый способ водопонижения следует применять в грунтах с коэффициентом фильтрации от 1 до 50 м/сут, а с использованием вакуума — грунтах с коэффициентом фильтрации от 0,2 до 2 м/сут.
11.11 Электроосушение (электроосмос) следует применять в слабопроницаемых грунтах с коэффициентом фильтрации менее 0,2 м/сут.
11.12 Расчеты водопонизительных систем следует производить для условий установившегося режима фильтрации во всех случаях, а для неустановившегося режима – в период формирования депрессионной воронки — от начала откачки до установившегося режима фильтрационного потока.
Для условий неоднородного фильтрационного потока и при сложном очертании контуров питания и водоприемного фронта, расчет водопонизительных систем следует производить с использованием математического моделирования или других специальных методов.
11.13 При понижении уровня подземных вод более чем на 2 м, особенно в слабых глинистых грунтах, торфах и илах, необходимо производить расчет ожидаемых осадок земной поверхности в зоне развития депрессионной воронки.
При устройстве заглубленных в водоносный слой протяженных подземных сооружений возможен барражный эффект, т.е. подъем уровня подземных вод с верховой стороны сооружения и снижение его с низовой стороны. В этом случае необходимо предусмотреть мероприятия по устранению неблагоприятных последствий барражного эффекта (дренаж, противофильтрационные завесы и др.).
11.14 Отвод подземных вод от водопонизительных систем при невозможности использования откачиваемой воды должен быть организован самотеком в существующие водостоки или специально отведенные места сброса.
Допустимые скорости течения воды в водоотводящих устройствах следует принимать в зависимости от материала их конструкции и продолжительности работы с учетом требований СНиП 2.06.03.
11.15 В случае отсутствия возможности отвода воды самотеком необходимо предусматривать специальные насосные станции с резервуарами, при проектировании которых следует руководствоваться требованиями СП 32.13330, а при использовании откачиваемой воды для водоснабжения — СП 31.13330.
Дренажи
11.16 Дренажи подразделяют на общие (головной, береговой, отсечной и систематический) и локальные (кольцевой, пристенный и пластовый). При проектировании дренажей следует также учитывать положения СНиП 2.06.14 и СНиП 2.06.15.
11.17 Дренирование грунтового массива предусматривается в следующих случаях:
естественный уровень подземных вод расположен на отметках выше пола подземного сооружения;
пол подземного сооружения расположен выше расчетного уровня подземных вод, но не более 0,3 м;
по техническим условиям в помещениях подземной части должен обеспечиваться заданный термовлажностный режим;
при опасности всплытия сооружения, когда взвешивающая сила превышает массу сооружения.
При выборе системы дренирования территории необходимо учитывать причины ее подтопления (см. подраздел 5.4).
11.18 При проектировании дренажей следует учитывать, что отметка пониженного уровня подземных вод должна быть не менее чем на 0,5 м ниже полов подвалов, технических подполий, коммуникационных каналов и других подземных сооружений.
11.19 Прокладку дренажа в открытых траншеях допускается устраивать на свободных от застройки территориях. Закрытый беструбчатый дренаж (траншеи, заполненные фильтрующим материалом) может предусматриваться для кратковременной эксплуатации (на оползневых склонах в период осуществления мероприятий по стабилизации их устойчивости, в котлованах на период строительства сооружений и т.п.).
11.20 Трубчатый дренаж следует предусматривать в грунтах с коэффициентом фильтрации 2 м/сут и более. Допускается его применение при коэффициенте фильтрации менее 2 м/сут при строительном водопонижении и в сопутствующих дренажах тоннелей, каналов и других устройств для прокладки коммуникаций, если опытным путем доказана его эффективность.
11.21 Устройство дренажей в виде подземных галерей (проходных и полупроходных) допускается:
при возможности выполнения дренажа только подземным способом;
при его использовании в период эксплуатации сооружения (особенно в случаях когда переустройство или ремонт дренажа невозможны или затруднительны);
в инженерно-геологических условиях, где их применение экономически эффективно.
11.22 Расчет дренажей должен включать фильтрационные расчеты (приток и положение пониженного уровня подземных вод), гидравлические расчеты (пропуск каптированных подземных вод через сооружения дренажа) и подбор песчано- гравийных обсыпок (СНиП 2.06.14).
11.23 При назначении конструктивных параметров дренажей следует обеспечить их водозахватную и водопропускную способности, достаточную прочность при восприятии внешних статических и динамических нагрузок и устойчивость материала дренажа к воздействию агрессивных подземных вод.
11.24 Продольные уклоны дренажей должны обеспечивать скорость воды в трубах, при которой не происходит их заиливание. Рекомендуется для дренажных труб
диаметром до 150 мм принимать минимальный уклон, равным 0,005, для труб диаметром более 200 мм — 0,003.
11.25 Трубчатый дренаж следует проектировать из хризотилцементных (в большинстве случаев), керамических, бетонных, железобетонных, чугунных и пластмассовых труб. В агрессивных водах следует применять пластмассовые, керамические и чугунные трубы.
11.26 Работы по устройству дренажей должны выполняться в осушенных грунтах. Дренажные трубы следует закладывать ниже расчетной глубины промерзания грунта.
11.27 Для обеспечения водозахватной способности трубчатых дренажей и дренажных галерей следует предусматривать их обсыпку из дренирующих материалов (щебня, гравия, песка или их смесей). Для дренажных галерей может быть применена
также специальная обделка из пористого бетона с устройством водоприемных окон. Подбор состава обсыпок, числа их слоев (один или два) и их толщины производят в зависимости от типа фильтра и состава дренируемых грунтов.
11.28 Пластовый дренаж следует предусматривать двухслойным в глинистых грунтах или пылеватых песках и однослойным – в скальных или полускальных грунтах.
Минимальная толщина нижнего песчаного слоя должна составлять 100 мм, а верхнего гравийного (щебеночного) — 150 мм.
Поверхность дна котлована, спланированного под укладку песчано-гравийного материала пластового дренажа, должна иметь уклон 0,005—0,010 в сторону горизонтальных трубчатых дрен, расположенных по периметру сооружения.
11.29 Конструктивной частью пластового дренажа является пристенный дренаж, устраиваемый по внешней боковой поверхности подземной части защищаемого сооружения в слабопроницаемых и слоистых грунтах при отсутствии постоянного горизонта подземных вод в уровне подземной части сооружения. Пристенный дренаж выполняется толщиной не менее 0,3 м из песка с коэффициентом фильтрации не менее
5 м/сут или устраивается из дренажных рулонных искусственных материалов. Воды, каптированные пристенным дренажом, отводятся в пластовый дренаж.
12 Геотехнический мониторинг
12.1 Геотехнический мониторинг — комплекс работ, основанный на натурных наблюдениях за поведением конструкций вновь возводимого или реконструируемого сооружения, его основания, в том числе грунтового массива, окружающего (вмещающего) сооружение, и конструкций сооружений окружающей застройки. Геотехнический мониторинг осуществляется в период строительства и на начальном этапе эксплуатации вновь возводимых или реконструируемых объектов.
Цель геотехнического мониторинга — обеспечение безопасности строительства и эксплуатационной надежности вновь возводимых (реконструируемых) объектов и сооружений окружающей застройки и сохранности экологической обстановки (раздел 13).
12.2 При проведении геотехнического мониторинга решаются следующие задачи:
систематическая фиксация изменений контролируемых параметров конструкций сооружений и геологической среды;
своевременное выявление отклонений контролируемых параметров (в т.ч. их изменений, нарушающих ожидаемые тенденции) конструкций строящегося (реконструируемого) объекта и его основания от заданных проектных значений, параметров грунтового массива и окружающей застройки — от значений, полученных в результате геотехнического прогноза в соответствии с указаниями раздела 9;
анализ степени опасности выявленных отклонений контролируемых параметров и установление причин их возникновения;
разработка мероприятий, предупреждающих и устраняющих выявленные негативные процессы или причины, которыми они обусловлены.
12.3 При выполнении геотехнического мониторинга применяются следующие методы: визуально-инструментальные (наблюдения за уровнем подземных вод, состоянием конструкций, в том числе поврежденных, с фиксацией дефектов маяками
или аналогичными устройствами, фотофиксация и др.);
геодезические (фиксация перемещений марок и др.) с применением нивелиров, теодолитов, тахеометров, сканеров (в том числе оптических, электронных, лазерных и др.) и навигационных спутниковых систем;
тензометрические (фиксация напряжений в основании под подошвой фундамента, под пятой сваи, в несущих конструкциях и др.) с применением комплекса датчиков напряжений и деформации;
виброметрические (измерение кинематических параметров колебаний:
виброперемещений, виброскоростей, виброускорений);
геофизические (электромагнитные, сейсмические и др.).
П р и м е ч а н и е — Допускается для фиксации изменений контролируемых параметров использовать другие методы, в том числе косвенные, которые должны обеспечивать достоверность результатов наблюдений и их согласованность с результатами, полученными по указанным методам.
12.4 Для объектов нового строительства и реконструкции необходимо проводить геотехнический мониторинг:
а) оснований, фундаментов и конструкций сооружений:
уникальных (см. 4.14) вновь возводимых или реконструируемых;
вновь возводимых I уровня ответственности при высоте более 75 м (см. раздел 10);
вновь возводимых I и II уровней ответственности при высоте менее 75 м при их размещении на площадках с III категорией сложности инженерно-геологических условий;
реконструируемых I и II уровней ответственности;
б) ограждающих конструкций котлованов при:
глубине котлована более 5 м и размещении сооружений на застроенных территориях при II или III категории сложности инженерно-геологических условий;
глубине котлована более 10 м.
в) массива грунта, окружающего подземную часть сооружения, расположенного на застроенной территории, при:
глубине котлована более 5 м при размещении сооружения на площадках с II или
III категорией сложности инженерно-геологических условий;
глубине котлована более 10 м.
12.5 Геотехнический мониторинг сооружений окружающей застройки I и II уровней ответственности, в том числе подземных инженерных коммуникаций, необходимо проводить при их расположении в зоне влияния нового строительства или реконструкции (в том числе прокладки подземных инженерных коммуникаций), размеры которой определяются по результатам геотехнического прогноза (см. 9.33,
9.34). Для предварительного назначения зоны влияния и геотехнического мониторинга сооружений окружающей застройки допускается использовать указания 9.36.
П р и м е ч а н и е — Геотехнический мониторинг неводонесущих инженерных коммуникаций следует выполнять по требованию эксплуатирующей организации или в соответствии со специальным заданием.
12.6 Геотехнический мониторинг осуществляется в соответствии с программой, которая разрабатывается в процессе проектирования и является разделом утверждаемой части проектной документации.
При разработке программы геотехнического мониторинга должны быть определены состав, объемы, периодичность, сроки и методы работ, которые назначаются применительно к рассматриваемому объекту строительства (реконструкции) с учетом его специфики, включающей: результаты инженерных изысканий на площадке строительства, особенностей проектируемого или реконструируемого сооружения и сооружений окружающей застройки и т.п.
П р и м е ч а н и е — Состав работ по геотехническому мониторингу определяется в соответствии с указаниями 12.4, 12.5. Объемы, периодичность, сроки и методы геотехнического мониторинга должны приниматься по таблице 12.1.
12.7 В программе геотехнического мониторинга следует учитывать факторы, которые будут оказывать влияние на вновь возводимое (реконструируемое) сооружение, его основание, окружающий грунтовый массив и сооружения окружающей
застройки в процессе строительства и эксплуатации, в том числе расположение площадки строительства на территории с распространением специфических грунтов и возможностью проявления опасных геологических процессов (карст, суффозия, оползневые процессы, оседание поверхности и др.), указанных в разделе 6, а также вибрационные и динамические воздействия от строительных работ и внешних источников.
12.8 Программа работ по геотехническому мониторингу должна отвечать следующим требованиям:
фиксация контролируемых параметров должна выполняться для наиболее опасных и характерных участков конструкций вновь возводимых (реконструируемых) сооружений, их оснований и окружающей застройки;
выбранные методы и точность измерений должны обеспечивать достоверность получаемых результатов и быть согласована с точностью заданных проектных значений и результатов геотехнического прогноза.
все проводимые наблюдения и измерения должны быть увязаны между собой во времени и привязаны к этапам выполнения строительных работ;
периодичность наблюдений должна определяется интенсивностью (скоростью) и длительностью протекания процессов деформирования конструкций сооружений и их оснований.
П р и м е ч а н и е — Указанные требования должны также удовлетворяться в процессе проведения геотехнического мониторинга.
12.9 В программе геотехнического мониторинга необходимо указывать:
особенности вновь возводимого или реконструируемого объекта (уровень ответственности, конструктивная схема, проектные решения по устройству основания, фундаментов и подземной части сооружения, особенности возведения, эксплуатации и др.);
проектные (расчетные) параметры, характеризующие взаимодействие сооружения или его конструкций с основанием, в том числе временные, с учетом последовательности возведения (давление на основание, деформации основания фундаментов, напряжения в сваях и конструкциях подземной части сооружения, горизонтальные перемещения ограждающей конструкции котлована и усилия в конструкциях, обеспечивающих его устойчивость и др.);
инженерно-геологические и гидрогеологические условия, включая характеристики грунтов основания, прогнозируемые изменения уровня подземных вод, прогнозируемые величины перемещений грунтового массива, окружающего сооружение и др.;
сведения о сооружениях окружающей застройки (уровень ответственности сооружений, прогнозируемые и предельные значения дополнительных деформаций оснований и фундаментов, предполагаемые защитные мероприятия и др.);
контролируемые параметры (в том числе предполагаемое количество и участки фиксации их изменений) конструкций строящегося (реконструируемого) объекта, его основания, в том числе окружающего грунтового массива и уровня подземных вод, и окружающей застройки и этапы их первоначальной фиксации;
методы фиксации изменений контролируемых параметров и требования к точности измерений (в том числе класс точности геодезических измерений по ГОСТ 24846 и др.);
этапы, периодичность и сроки проведения наблюдений за контролируемыми параметрами с учетом последовательности возведения (реконструкции) сооружения;
требования к структуре, составу и периодичности подготовки отчетной документации.
12.10 На основе программы при геотехническом мониторинге сооружений I уровня ответственности, при III категории сложности инженерно-геологических условий или по специальному заданию в других случаях разрабатывается проект мониторинга (наблюдательной станции).
В проекте геотехнического мониторинга помимо сведений, содержащихся в программе мониторинга (см. 12.9), должны быть представлены:
схемы установки наблюдательных марок, скважин, маяков, датчиков и др.; конструкции и характеристика оборудования для проведения наблюдений; методика измерений, оценка точности измерений и др.;
требования к визуально-инструментальному обследованию сооружений окружающей застройки.
12.11 Объем, сроки, периодичность и методы работ при выполнении геотехнического мониторинга вновь возводимых (реконструируемых) сооружений I и II уровней ответственности (см. 12.4) и сооружений окружающей застройки (см. 12.5) назначаются в соответствии с указаниями таблицы 12.1.
12.12 Начальный этап геотехнического мониторинга в соответствии с разработанной программой (см. 12.6—12.9) и проектом (см. 12.10) должен включать:
установку устройств для наблюдений за изменениями контролируемых параметров (знаков, марок, маяков, датчиков и др.);
фиксацию первоначального положения (состояния, значения и т.д.) контролируемых параметров основания, фундаментов и конструкций вновь возводимых (реконструируемых) сооружений и конструкций сооружений окружающей застройки;
подготовку начальной отчетной документации (см. 12.13).
12.13 Фиксация первоначального состояния конструкций сооружений окружающей застройки, в том числе подземных инженерных коммуникаций, выполняется путем их визуально-инструментального обследования, которое проводится до начала подготовки строительной площадки, в том числе до сноса существующих строений, или до подготовки реконструируемого сооружения к строительно-монтажным работам. В результате обследования фиксируются выявленные дефекты (при необходимости, составляется соответствующий акт обследования технического состояния сооружений с участием заинтересованных сторон).
При выполнении работ по геотехническому мониторингу необходимо проводить регулярные визуальные обследования состояния конструкций сооружений окружающей застройки.
П р и м е ч а н и я
1 Техническое обследование сооружений окружающей застройки для определения категории их технического состояния должно проводиться на этапе выполнения инженерных изысканий и разработки проектной документации по основаниям, фундаментам и конструкциям подземной части (в т.ч. выполнение геотехнического прогноза согласно указаниям раздела 9).
2 Периодичность выполнения визуальных обследований состояния строительных конструкций сооружений окружающей застройки должна соответствовать периодичности геотехнического мониторинга окружающей застройки в соответствии с указаниями таблицы 12.1.
12.14 Результаты геотехнического мониторинга должны отражаться в отчетной документации, для которой рекомендуется следующий состав:
а) начальный отчет, включающий методы наблюдения за изменениями контролируемых параметров, характеристики применяемого оборудования, результаты оценки точности измерений, схемы фактического расположений участков измерений контролируемых параметров, результаты фиксации их первоначального положения, состояния и др.;
б) промежуточные отчеты, включающие оперативную информацию по изменениям контролируемых параметров, анализ результатов измерений и их сопоставление с прогнозируемыми и предельными величинами и рекомендации о необходимых дополнительных защитных, компенсационных или противоаварийных мероприятиях (при выявлении отклонений контролируемых параметров от ожидаемых величин) и др.;
в) итоговый (заключительный) отчет, включающий окончательные результаты фиксации изменений контролируемых параметров, подтверждающие их стабилизацию, анализ результатов измерений и их сопоставление с прогнозируемыми и предельными величинами, последствия влияния на окружающую застройку, рекомендации по необходимым ремонтно-восстановительным мероприятиям и др.
Т а б л и ц а 12.1
Объемы, сроки, периодичность и методы |
Геотехнический мониторинг | |||
| Вновь возводимых (реконструируемых) сооружений | Сооружений окружающей застройки |
|||
| Оснований, фундаментов, конструкций |
Ограждающих конструкций котлована |
Массива грунта, окружающего сооружение |
||
| 1 Контролируемые параметры |
Таблицы М.1 и М.2 приложения М |
Таблица М.3 приложения М |
Таблица М.4 приложения М |
Таблицы М.5 и М.6 приложения М |
| 2 Сроки выполнения работ |
С начала строительства и не менее одного года после его завершения |
С начала экскавации грунта в котловане и до завершения возведения подземной части сооружения |
До начала строительства и не менее одного года после его завершения |
До начала строительства и не менее одного года после его завершения |
| 3 Периодичность фиксации контролируемых параметров |
После возведения каждого 3—5 этажа, но не реже одного раза в месяц |
Не реже двух раз в месяц |
Не реже одного раза в месяц на этапе устройства подземной части сооружения |
Не реже одного раза в месяц |
| 4 Методы | Принимаются в зависимости от объема контролируемых параметров в соответствии с указаниями 12.3 |
|||
| П р и м е ч а н и я 1 Сроки выполнения геотехнического мониторинга необходимо продлевать при отсутствии стабилизации изменений контролируемых параметров. 2 Периодичность фиксации контролируемых параметров должна увязываться с графиком проведения строительно-монтажных работ и может корректироваться (т.е. выполняться чаще, чем это указано в программе геотехнического мониторинга) при превышении значений контролируемых параметров ожидаемых величин (в том числе их изменений, превышающих ожидаемые тенденции) или выявлении прочих опасных отклонений. 3 Для уникальных вновь возводимых и реконструируемых сооружений, а также при реконструкции памятников истории, архитектуры и культуры геотехнический мониторинг следует продолжать не менее 2 лет после завершения строительства. 4 Фиксацию контролируемых параметров при геотехническом мониторинге ограждающей конструкции котлована глубиной более 10 м при III категории сложности инженерно-геологических условий, а также при превышении контролируемыми параметрами расчетных значений, необходимо выполнять не реже трех-четырех раз в месяц. 5 Геотехнический мониторинг массива грунта, окружающего вновь возводимое или реконструируемое сооружение, после завершения устройства его подземной части и при стабилизации изменений контролируемых параметров массива грунта и окружающей застройки допускается вести один раз в 3 месяца. 6 При наличии вибрационных и динамических воздействий следует проводить измерение уровня колебаний оснований и конструкций вновь возводимых (реконструируемых) сооружений и окружающей застройки. 7 Фиксация изменения контролируемых параметров состояния строительных конструкций, в том числе поврежденных, при геотехническом мониторинге сооружений окружающей застройки должна проводиться, в том числе по результатам периодических визуально-инструментальных обследований. 8 Указаниям таблицы 12.1 необходимо следовать в том числе при геотехническом мониторинге сооружений окружающей застройки, расположенных в зоне влияния устройства подземных инженерных коммуникаций, которая определяется в соответствии с указаниями 9.33—9.34. |
||||
12.15. В процессе геотехнического мониторинга, а также после завершения сроков выполнения работ, указанных в таблице 12.1, отсутствием стабилизации изменений контролируемых параметров считается превышение их величин по сравнению с предыдущими циклами более чем на величину точности измерений.
При отсутствии стабилизации изменений контролируемых параметров геотехнический мониторинг необходимо продолжать.
П р и м е ч а н и я
1 Оценка стабилизации изменений контролируемых параметров производится специализированной организацией, осуществляющей геотехнический мониторинг или ведущей научно - техническое сопровождение строительства (реконструкции).
2 При наблюдениях за изменением уровня подземных вод стабилизацией считается достижение амплитуды его колебаний, не превышающей сезонные и ежегодные значения в соответствии с результатами инженерно-геологических изысканий (с учетом гидрогеологического прогноза).
12.16 В процессе геотехнического мониторинга при выявлении отклонений значений контролируемых параметров от ожидаемых величин (в том числе их изменений, нарушающих ожидаемые тенденции) или выявлении прочих опасных отклонений необходимо разработать комплекс мероприятий, обеспечивающий безопасность строительства и эксплуатационную надежность вновь возводимых (реконструируемых) объектов, эксплуатационную пригодность окружающей застройки и сохранность экологической обстановки.
12.17 В процессе геотехнического мониторинга необходимо обеспечить своевременность информирования заинтересованных сторон о выявленных отклонениях контролируемых параметров (в том числе тенденции их изменений, превышающие ожидаемые) от проектных значений и результатов геотехнического прогноза.
12.18 Разработку программы и проекта геотехнического мониторинга, а также его проведение должны выполнять специализированные организации.
13 Экологические требования при проектировании оснований
13.1 При проектировании и устройстве оснований, фундаментов и подземных сооружений должны выполняться требования, имеющие целью предотвращение, минимизацию или ликвидацию вредных и нежелательных экологических и связанных с ними социальных, экономических и других последствий. При это необходимо учитывать санитарно-эпидемиологические требования согласно СанПиН 2.1.7.1287 и СанПиН 2.1.7.1322
13.2 Экологические требования, учитываемые при проектировании и строительстве, основываются на результатах инженерно-экологических изысканий, выполняемых в соответствии с СП 47.13330 и СП 11-102 [1]. В процессе этих изысканий выполняют оценку современного состояния окружающей среды в районе строительства и дают прогноз воздействия объекта строительства на окружающую среду (ОВОС).
13.3 С учетом результатов инженерно-экологических изысканий при проектировании и устройстве оснований, фундаментов и подземных сооружений необходимо выбирать проектные решения и разрабатывать мероприятия, которые
защитили бы объекты строительства и людей от имеющихся неблагоприятных воздействий и не ухудшили экологическую обстановку.
При выборе вариантов проекта следует учитывать приоритетность решения
экологических проблем.
13.4 На территории (участке) предполагаемого строительства следует учитывать возможность проявления следующих загрязняющих окружающую среду факторов, выявленных при выполнении ОВОС:
загрязнение почв и грунтов органическими, радиоактивными и токсико-
химическими веществами;
загрязнение поверхностных и подземных вод органическими и неорганическими веществами и тяжелыми металлами;
наличие потока радона с поверхности земли;
выделение на участках бывших свалок строительного мусора и бытовых отходов различных газов (метана, водорода, углеводородов и других токсичных газов).
13.5 При превышении нормативных уровней загрязнения окружающей среды необходимо предусмотреть соответствующие мероприятия по ликвидации или уменьшению возможных негативных последствий:
очистку загрязненных грунтов химическим, термическим или биологическим методом или удаление с площадки грунта на согласованные места захоронения;
устройство противорадоновой защиты зданий (пассивная или принудительная вентиляция);
создание различного типа барьеров (экранов) для задержания газов, устройство вентилируемых подполий;
строительство защитных сооружений (дамб, берм, водозащитных стен, противофильтрационных завес и др.) при возможном поступлении к объекту строительства загрязненных поверхностных и подземных вод.
13.6 Негативное воздействие строительства и эксплуатации сооружений на окружающую среду может выражаться в следующем:
химическое загрязнение почв, грунтов и подземных вод при нормальном режиме эксплуатации и при авариях, а также в результате технической мелиорации грунтов основания (химическое закрепление, цементация, замораживание и т.п.);
изменение режима и уровня подземных вод, выражающееся в изменении условий питания и разгрузки подземных вод, повышении или понижении их уровня. Повышение уровня подземных вод в результате эффекта барража и увеличения техногенного питания может быть причиной подтопления территории, в том числе подвалов сооружений. Снижение уровня подземных вод при строительных откачках и
за счет дренажа может явиться причиной суффозии и уплотнения грунта, ведущих к осадке территории и опасным деформациям окружающей застройки;
развитие или активизация опасных геологических и инженерно-геологических процессов, таких как карст, суффозия, оползни и др., которые могут вызвать провалы территории и деформации сооружений;
вибрационные, динамические и шумовые воздействия. Забивка свай или шпунта, уплотнение грунтов основания трамбовками и другие динамические и вибрационные воздействия могут привести к деформациям окружающей застройки, спровоцировать суффозию, оползни и возникновение шума, уровень которого превышает са нитарные нормы;
образование различных физических полей (тепловых, электромагнитных,
электрических и др.).
13.7 Для разработки защитных мероприятий от негативного воздействия строительства на окружающую среду в необходимых случаях следует выполнять прогнозные расчеты:
расчет эффекта барража при устройстве протяженных подземных сооружений, противофильтрационных завес, ограждающих конструкций котлованов, разделительных стенок и т.п.;
оценку оседания земной поверхности в связи с понижением уровня подземных вод;
прогноз развития неблагоприятных инженерно-геологических и геологических процессов (карста, суффозии, оползней и др.);
оценку влияния химического закрепления грунтов основания на свойства грунтов и подземных вод;
оценку влияния динамических и вибрационных воздействий при строительстве на основания и конструкции окружающей застройки и другие расчеты.
С целью определения количественной оценки влияния негативных факторов на окружающую среду необходимо выполнять прогноз изменения ее компонентов с учетом перечисленных факторов.
13.8 На основе анализа изменений компонентов окружающей среды обосновывают и разрабатывают мероприятия по защите природного комплекса территории и населения от негативных процессов (мероприятия по защите грунтов и подземных вод от загрязнений, водозащитные, противокарстовые, противооползневые и другие мероприятия).
Эти мероприятия должны обеспечить снижение или ликвидацию неблагоприятных воздействий на окружающую среду и уменьшение вероятности возникновения аварий.
В необходимых случаях следует организовывать экологический мониторинг воздействия строительства на окружающую среду, наблюдения за изменением окружающей природной среды при опасности загрязнения грунтов и подземных вод, газовыделении, радиационном излучении и т.п.
Приложение А
(обязательное)
Термины и определения
В настоящем СП применены следующие термины с соответствующими определениями:
основание сооружения: Массив грунта, взаимодействующий с сооружением.
фундамент сооружения: Часть сооружения, которая служит для передачи нагрузки от сооружения на основание.
подземное сооружение или подземная часть сооружения: Сооружение или часть сооружения, расположенная ниже уровня поверхности земли (планировки).
малозаглубленный фундамент: Фундамент с глубиной заложения подошвы выше расчетной глубины сезонного промерзания грунта.
осадки: Вертикальные составляющие деформаций основания, происходящие в результате внешних воздействий и в отдельных случаях от собственного веса грунта, не сопровождающиеся изменением его структуры.
просадки: Вертикальные составляющие деформаций основания, происходящие в результате изменения структуры грунта под воздействием как внешних нагрузок и собственного веса грунта, так и дополнительных факторов, таких, например, как замачивание просадочного грунта, оттаивание ледовых прослоек в замерзшем грунте и т.п. подъемы и осадки: Вертикальные составляющие деформаций основания,
связанные с изменением объема грунтов при изменении их влажности или воздействии химических веществ (набухание и усадка) и при замерзании воды и оттаивании льда в порах грунта (морозное пучение и оттаивание грунта).
оседания: Вертикальные составляющие деформаций земной поверхности, вызываемые разработкой полезных ископаемых, изменением гидрогеологических условий, понижением уровня подземных вод, карстово-суффозионными процессами и т.п.
горизонтальные перемещения: Горизонтальные составляющие деформаций основания, связанные с действием горизонтальных нагрузок на основание (фундаменты распорных систем, подпорные стены и т.д.) или со значительными деформациями поверхности при оседаниях, просадках грунтов от собственного веса и т.п.
провалы: Вертикальные составляющие деформаций земной поверхности с
нарушением сплошности грунтов, образующиеся вследствие обрушения толщи грунтов над карстовыми полостями, горными выработками или зонами суффозионного выноса грунта.
малоэтажные здания: Жилые и общественные здания высотой, не превышающей три этажа.
высотные здания: Здания высотой более 75 м.
уникальные сооружения: Сооружения, для которых удовлетворяется одно из требований:
высота более 100 м;
пролет более 100 м;
глубина подземной части или заглубление подземного сооружения более чем 10 м ниже планировочной отметки;
вылет консолей более 20 м;
наличие конструкций и конструктивных систем, в отношении которых применяются нестандартные методы расчета с учетом физических или геометрических нелинейных свойств либо разрабатываются специальные методы расчета.
водоупор или водоупорный слой грунта: Малопроницаемый слой грунта, фильтрацией подземных вод через который можно пренебречь.
барражный эффект: Подъем уровня подземных вод на пути фильтрационного потока перед преградой.
особые условия: Условия, характеризующиеся наличием:
неблагоприятных геологических и инженерно-геологических процессов (карст, суффозия, горные подработки, оползни и т.д.);
сейсмических, динамических, вибрационных и других воздействий;
специфических грунтов (просадочные, набухающие, засоленные и др.).
силы отрицательного (негативного) трения: Силы, возникающие на боковой поверхности фундаментов и подземных частей сооружений, при перемещении грунтов вниз относительно них.
армированный массив грунта: Массив грунта, для которого в заданной области по глубине и в плане проведены мероприятия, направленные на повышение прочностных и деформационных характеристик путем устройства грунтовых свай, частичного закрепления грунтового массива и т.п.
выравнивание сооружения: Подъем сооружения или отдельных его частей с помощью домкратов или других приспособлений при неравномерных деформациях, превышающих предельные.
компенсационные мероприятия: Мероприятия, направленные на сохранение или восстановление напряженно-деформированного состояния оснований реконструируемых сооружений или сооружений окружающей застройки и
гидрогеологического режима.
окружающая застройка: Существующие здания, сооружения и инженерные коммуникации, расположенные вблизи объектов нового строительства или реконструкции.
зона влияния нового строительства или реконструкции: Расстояние, за пределами которого негативное воздействие на окружающую застро йку пренебрежимо мало.
специализированные организации: Организации основным направлением деятельности которых является выполнение комплексных инженерных изысканий и проектирование оснований, фундаментов и подземных частей сооружений, располагающие квалифицированным и опытным персоналом, в т.ч. с обязательным привлечением научных кадров, соответствующим сертифицированным оборудованием и программным обеспечением.
Приложение Б
(рекомендуемое)
Нормативные значения прочностных и деформационных характеристик грунтов
Б.1 Характеристики грунтов, приведенные в таблицах Б.1—Б.8, допускается использовать в расчетах оснований сооружений в соответствии с указаниями 5.3.18.
Б.2 Характеристики песков в таблице Б.1 относятся к кварцевым пескам с зернами различной окатанности, содержащим не более 20 % полевого шпата и не более 5 % в сумме различных примесей (слюда, глауконит и пр.), включая органическое вещество, независимо от степени влажности грунтов Sr.
Б.3 Характеристики глинистых грунтов в таблицах Б.2 и Б.3 относятся к грунтам,содержащим не более 5 % органического вещества и имеющим степень влажности Sr 0,8.
Б.4 Характеристики, приведенные в таблице Б.8, распространяются на намывные
пески в возрасте не менее 4 лет.
Б.5 Для грунтов с промежуточными значениями е, не указанными в таблицахБ.1—Б.8, значения сп, п и Е определяют интерполяцией.
Если значения е, IL и Sr грунтов выходят за пределы, предусмотренные таблицамиБ.1—Б.8, характеристики сп, п и Е следует определять по данным непосредственных испытаний этих грунтов.Допускается в запас надежности принимать характеристики сп, п и Е по соответствующим нижним пределам е, IL и Sr в таблицах Б.1—Б.8, если грунты имеют значения е, IL и Sr меньше этих предельных значений.Б.6 Для определения значений сп, п и Е по таблицам Б.1—Б.8 используют нормативные значения е, IL и Sr.
Т а б л и ц а Б.1 — Нормативные значения удельного сцепления сп, кПа, угла внутреннего трения п, град., и модуля деформации Е, МПа, песков четвертичных отложений| Пески | Обозначения характеристик грунтов | Характеристики грунтов при коэффициенте пористости е, равном | |||
| 0,45 | 0,55 | 0,65 | 0,75 | ||
| Гравелистые и крупные | с Е |
2 43 50 |
1 40 40 |
— 38 30 |
— — — |
| Средней крупности | с Е |
3 40 50 |
2 38 40 |
1 35 30 |
— — — |
| Мелкие | с Е |
6 38 48 |
4 36 38 |
2 32 28 |
— 28 18 |
| Пылеватые | с Е |
8 36 39 |
6 34 28 |
4 30 18 |
2 26 11 |
Т а б л и ц а Б.2 — Нормативные значения удельного сцепления сп, кПа, угла внутреннего трения п, град., глинистых нелессовых грунтов четвертичных отложений| Наименование грунтов и пределы нормативных значений их показателя текучести IL |
Обозначения характеристик грунтов |
Характеристики грунтов при коэффициенте пористости е, равном |
|||||||
| 0,45 | 0,55 | 0,65 | 0,75 | 0,85 | 0,95 | 1,05 | |||
| Супеси | 0 IL 0,25 | с | 21 30 |
17 29 |
15 27 |
13 24 |
— — |
— — |
— — |
| 0,25 < IL 0,75 | с | 19 28 |
15 26 |
13 24 |
11 21 |
9 18 |
— — |
— — |
|
| Суглинки | 0 IL 0,25 | с | 47 26 |
37 25 |
31 24 |
25 23 |
22 22 |
19 20 |
— — |
| 0,25 < IL 0,5 | с | 39 24 |
34 23 |
28 22 |
23 21 |
18 19 |
15 17 |
— — |
|
| 0,5 < IL 0,75 | с | — — |
— — |
25 19 |
20 18 |
16 16 |
14 14 |
12 12 |
|
| Глины | 0 IL 0,25 | с | — — |
81 21 |
68 20 |
54 19 |
47 18 |
41 16 |
36 14 |
| 0,25 < IL 0,5 | с | — — |
— — |
57 18 |
50 17 |
43 16 |
37 14 |
32 11 |
|
| 0,5 < IL 0,75 | с | — — |
— — |
45 15 |
41 14 |
36 12 |
33 10 |
29 7 |
|
Т а б л и ц а Б.3 — Нормативные значения модуля деформации Е, Мпа, глинистых нелессовых грунтовПроисхождение и возраст грунтов |
Наименование грунтов и преде- лы нормативных значений их по- казателя текучес- ти IL |
Модуль деформации грунтов Е, МПа, при коэффициенте пористости е, равном |
||||||||||||
0,35 |
0,45 |
0,55 |
0,65 |
0,75 |
0,85 |
0,95 |
1,05 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
||||
| Четвертичные отложения |
Аллювиальные, делювиальные, озерные, озерно- аллювиальные |
Супеси | 0 < IL 0 ,75 |
— | 32 | 24 | 16 | 10 | 7 | — | — | — | — | — |
| Суглинки | 0 < IL 0,25 0,25 < IL 0,5 0,5 < IL 0,75 |
— — — |
34 32 — |
27 25 — |
22 19 17 |
17 14 12 |
14 11 8 |
11 8 6 |
— — 5 |
— — — |
— — — |
— — — |
||
| Глины | 0 IL 0,25 0,25 < IL 0,5 0,5 < IL 0,75 |
— — — |
— — — |
28 — — |
24 21 — |
21 18 15 |
18 15 12 |
15 12 9 |
12 9 7 |
— — — |
— — — |
— — — |
||
| Флювиогляциальные | Супеси | 0 IL 0,75 |
— | 33 | 24 | 17 | 11 | 7 | — | — | — | — | — | |
| Суглинки | 0 IL 0,25 |
— | 40 | 33 | 27 | 21 | — | — | — | — | — | — | ||
Происхождение и возраст грунтов |
Наименование грунтов и преде- лы нормативных значений их по- казателя текучес- ти IL |
Модуль деформации грунтов Е, МПа, при коэффициенте пористости е, равном |
||||||||||||
0,35 |
0,45 |
0,55 |
0,65 |
0,75 |
0,85 |
0,95 |
1,05 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
||||
| Четвертичные отложения |
Флювиогляциальные | Суглинки | 0,25 < IL 0,5 0,5 < IL 0,75 |
— — |
35 — |
28 — |
22 17 |
17 13 |
14 10 |
— 7 |
— — |
— — |
— — |
— — |
| Мореные | Супеси Суглинки |
IL 0,5 |
60 | 50 | 40 | — | — | — | — | — | — | — | — | |
| Юрские отложения оксфордского яруса |
Глины | 0,25 IL 0 |
— — — |
— — — |
— — — |
— — — |
— — — |
— — — |
27 24 — |
25 22 — |
22 19 16 |
— 15 12 |
— — 10 |
|
| 0 < IL 0,25 0,25 < IL 0,5 |
||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Т а б л и ц а Б.4 — Нормативные значения модуля деформации Е, МПа, угла внутреннего трения n, град., и удельного сцеплениясn, кПа, глинистых заторфованных грунтов при степени заторфованности 0,05 Ir 0,25
r r
Т а б л и ц а Б.5 — Нормативные значения удельного сцепления сп, кПа, угла внутреннего трения n, град., и модуля деформации Е, МПа, элювиальных песков
r rТ а б л и ц а Б.5 — Нормативные значения удельного сцепления сп, кПа, угла внутреннего трения n, град., и модуля деформации Е, МПа, элювиальных песковПески |
Обозначения характеристик | Характеристики песков при коэффициенте пористости е, равном | ||||||
| 0,45 | 0,55 | 0,65 | 0,75 | 0,85 | 1,0 | 1,2 | ||
| Дресвянистые | с Е |
45 34 44 |
41 31 33 |
39 28 24 |
37 25 18 |
35 23 15 |
34 21 14 |
— — — |
| Крупные и средней крупности |
с Е |
41 32 44 |
35 30 31 |
29 27 22 |
23 24 14 |
19 22 13 |
— — — |
— — — |
Окончание таблицы Б.5
Пески |
Обозначения характеристик | Характеристики песков при коэффициенте пористости е, равном | ||||||
| 0,45 | 0,55 | 0,65 | 0,75 | 0,85 | 1,0 | 1,2 | ||
| Пылеватые | с Е |
58 32 48 |
51 30 38 |
44 27 29 |
39 24 21 |
33 22 16 |
29 20 12 |
24 18 10 |
| П р и м е ч а н и е — Данные таблицы распространяются на элювиальные пески, образованные при выветривании кварцесодержащих магматических пород. | ||||||||
Т а б л и ц а Б.6 — Нормативные значения удельного сцепления сп, кПа, угла внутреннего трения n, град., и модуля деформации Е, МПа, элювиальных глинистых грунтов магматических и метаморфических пород| Наименование грунтов и пределы нормативных значений их показателя текучести IL | Обозначения характеристик грунтов | Характеристики грунтов при коэффициенте пористости е, равном |
|||||||
| 0,55 | 0,65 | 0,75 | 0,85 | 0,95 | 1,05 | 1,2 | |||
| Супеси | IL < 0 | с Е |
47 34 37 |
44 31 30 |
42 28 25 |
41 26 20 |
40 25 15 |
39 24 10 |
— — — |
| 0 IL 0,75 | с Е |
42 31 25 |
41 28 18 |
40 26 14 |
39 25 12 |
38 24 11 |
— — — |
— — — |
|
| Суглинки | 0 IL 0,25 | с Е |
57 24 27 |
55 23 25 |
54 22 23 |
53 21 21 |
52 20 19 |
51 19 17 |
50 18 14 |
| 0,25 < IL 0,5 |
с Е |
— — — |
48 22 19 |
46 21 16 |
44 20 14 |
42 19 13 |
40 18 12 |
37 17 11 |
|
| 0,5 < IL 0,75 |
с Е |
— — — |
— — — |
41 20 15 |
36 19 13 |
32 18 11 |
29 17 10 |
25 16 9 |
|
| Глины | 0 IL 0,25 | с Е |
— — — |
62 20 19 |
60 19 18 |
58 18 17 |
57 17 16 |
56 16 15 |
— — — |
| 0,25 < IL 0,5 |
с Е |
— — — |
54 17 14 |
50 15 12 |
47 13 10 |
44 12 9 |
— — — |
— — — |
|
| П р и м е ч а н и е — Данные таблицы распространяются на элювиальные глинистые грунты, в которых содержание крупнообломочных частиц(d 2 мм) не превышает 20 % по массе. | |||||||||
Т а б л и ц а Б.7 — Нормативные значения удельного сцепления сп, кПа, угла внутреннего трения n, град., и модуля деформации Е, МПа, элювиальных глинистых грунтов осадочных аргиллито-алевролитовых пород| Обозначение характеристик грунтов | Характеристики грунтов при коэффициенте пористости е, равном | ||||
| 0,45 | 0,55 | 0,65 | 0,75 | 0,85 | |
| с Е |
58 29 25 |
48 24 21 |
40 21 17 |
35 19 13 |
31 17 10 |
Т а б л и ц а Б.8 — Нормативные значения удельного сцепления сп, кПа, угла внутреннего трения п, град., и модуля деформации E, МПа песчаных намывных грунтов| Пески | Обозначение харак- теристик грунтов |
Характеристики грунтов при коэффициенте пористости е, равном | |||||
| 0,45 | 0,55 | 0,65 | 0,75 | 0,85 | 0,95 | ||
| Средней крупности |
с | 8 | 4 | 3 | 2 | — | — |
| υ | 39 | 37 | 33 | 30 | — | — | |
| Е | 45 | 32 | 25 | 17 | — | — | |
| Пески | Обозначение характеристик грунтов |
Характеристики грунтов при коэффициенте пористости е, равном | |||||
| 0,45 | 0,55 | 0,65 | 0,75 | 0,85 | 0,95 | ||
| Мелкие | с | 10 | 6 | 4 | 3 | 1 | — |
| υ | 36 | 33 | 30 | 27 | 25 | — | |
| Е | 35 | 27 | 19 | 15 | 12 | — | |
| Пылеватые | с | — | 10 | 7 | 5 | 3 | 2 |
| υ | — | 33 | 29 | 25 | 23 | 20 | |
| Е | — | 20 | 16 | 10 | 8 | 5 | |
Приложение В
(рекомендуемое)
Расчетные сопротивления грунтов оснований
В.1 Расчетные сопротивления грунтов основания R0, приведенные в таблицах В.1—В.10, предназначены для предварительного определения размеров фундаментов. Область применения значений R0 и R´0 указана в 5.6.12 для таблиц В.1—В.3, в 6.1.9 — для таблицы В.4, в 6.4.19 — для таблицы В.5, в 6.5.16 — для таблиц В.6—В.8, в 6.6.15 — для таблицы В.9 и в 7.5 — для таблицы В.10.
В.2 Для грунтов с промежуточными значениями е и IL (см. таблицы В.1—В.3, В.7, В.8), ρd и Sr (см таблицу В.4), Sr (см. таблицу В.9), а также для фундаментов с промежуточными значениями λ (см. таблицу В.10) значения R0 и R´0 определяют интерполяцией.
В.3 Значения R0 (см. таблицы В.1 — В.9) относятся к фундаментам с шириной b = 1 м и глубиной заложения d = 2 м. При использовании значений R0 для предварительного назначения размеров фундаментов в соответствии с указаниями 5.6.12, 6.1.9, 6.4.19, 6.5.16,
6.6.15, 7.5 расчетное сопротивление грунта основания R, кПа, допускается определять по формулам:
при d ≤2 м
при d > 2 м
R = R0[1 + k1(b – b0)/b0] (d + d0)/2d0; (В.1)
R = R0[1 + k1(b – b0)/b0] + k2γ II(d – d0), (В.2)где b и d — соответственно ширина и глубина заложения проектируемого фундамента, м;γ II — расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м3;
k1 — коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, кроме пылеватых песков, — k1 = 0,125, пылеватыми песками, супесями, суглинками и глинами — k1 = 0,05;
k2 — коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, — k2 = 0,25, супесями и суглинками — k2 = 0,2 и глинами — k2 = 0,15.
П р и м е ч а н и е — Для сооружений с подвалом шириной В ≤ 20 м и глубиной db
2 м учитываемая в расчете глубина заложения наружных и внутренних фундаментов принимается равной: d = d1 + 2 м, d1 — приведенная глубина заложения фундамента, определяемая по формуле (5.8). При В > 20 м принимается d = d1.Т а б л и ц а В.1 — Расчетные сопротивления R0 крупнообломочных грунтов| Крупнообломочные грунты | Значения R0, кПа |
| Галечниковые (щебенистые) с заполнителем: песчаным глинистым при показателе текучести: IL 0,5 0,5 < IL 0,75 Гравийные (дресвяные) с заполнителем: песчаным глинистым при показателе текучести: IL 0,5 0,5 < IL 0,75 |
600 450 400 500 400 350 |
Пески |
Значения R0, кПа, в зависимости от плотности сложения песков | |
| плотные | средней плотности | |
| Крупные Средней крупности Мелкие: маловлажные влажные и насыщенные водой Пылеватые: маловлажные влажные насыщенные водой |
600 500 400 300 300 200 150 |
500 400 300 200 250 150 100 |
Т а б л и ц а В.3 — Расчетные сопротивления R0 глинистых (непросадочных) грунтов
Глинистые грунты |
Коэффициент пористости е |
Значения R0, кПа, при показателе текучести грунта | |
| IL = 0 | IL = 1 | ||
| Супеси | 0,5 0,7 |
300 250 |
200 150 |
| Суглинки | 0,5 0,7 1,0 |
350 250 200 |
250 180 100 |
| Глины | 0,5 0,6 0,8 1,1 |
600 500 300 250 |
400 300 200 100 |
Т а б л и ц а В.4 — Расчетные сопротивления R0 глинистых просадочных грунтов
Грунты |
Значения R0, кПа, просадочных грунтов | |||
| природного сложения с плотностью в сухом состоянии ρd, т/м3 | уплотненных с плотностью в сухом состоянии ρd, т/м3 | |||
| 1,35 | 1,55 | 1,60 | 1,70 | |
| Супеси | 300 150 |
350 180 |
200 | 250 |
| Суглинки | 350 180 |
400 200 |
250 | 300 |
| П р и м е ч а н и е — Над чертой приведены значения R0, относящиеся к незамоченным просадочным грунтам со степенью влажности Sr0,5; под чертой — значения R0, относящиеся к таким же грунтам с Sr 0,8, а также к замоченным просадочным грунтам. |
||||
Т а б л и ц а В.5 — Расчетные сопротивления R0 заторфованных песковПески средней плотности |
Значения R0, кПа, в зависимости от степени заторфованности грунта Iот | ||
| 0,03 < Ir 0,1 | 0,1 < Ir 0,25 | 0,25 < Ir 0,40 | |
| Пески мелкие: маловлажные очень влажные и насыщенные водой Пески пылеватые: маловлажные очень влажные насыщенные водой |
250 150 200 100 80 |
180 100 120 80 60 |
90 70 80 50 40 |
| П р и м е ч а н и е — Значения R0 в таблице относятся к грунтам со степенью разложения растительных остатков Ddp 20 %. При Ddp > 20 % значения R0 принимают с коэффициентом 0,8. | |||
Т а б л и ц а В.6 — Расчетные сопротивления R0 элювиальных крупнообломочных грунтов
Крупнообломочные грунты |
Значения R0, кПа, при исходных образующих породах | |||
| магматических и метаморфических | осадочных сцементированных | |||
| содержащих кварц | бескварцевых | песчаники | аргиллиты и алевролиты |
|
| Глыбовые Щебенистые невыветрелые Щебенисто-дресвяные слабовыветрелые Дресвяные сильновыветрелые |
900 800 600 500 |
700 600 500 400 |
800 600 500 400 |
600 500 400 300 |
Т а б л и ц а В.7 — Расчетные сопротивления R0 элювиальных песков
| Пески | Коэффициент пористости е | Значения R0, кПа |
| Дресвяные независимо от влажности | 0,5 0,7 0,9 |
600 450 300 |
| Крупные и средней крупности независимо от влажности |
0,5 0,7 0,9 |
500 350 250 |
| Пылеватые маловлажные и влажные | 0,5 0,7 0,9 1,1 |
550 400 300 200 |
| П р и м е ч а н и я 1 Приведенные значения R0 относятся к элювиальным пескам, образованным при выветривании магматических кварцесодержащих пород и осадочных сцементированных песчаников. 2 Для пылеватых песков, насыщенных водой, значения R0 принимают с коэффициентом 0,8 к соответствующим значениям е. |
||
Т а б л и ц а В.8 — Расчетные сопротивления R0 элювиальных глинистых грунтов
Грунты |
Коэффициент пористости е | Значения R0, кПа, при показателе текучести IL, равном | |
| IL = 0 | IL = l | ||
| Супеси | 0,5 0,7 |
300 250 |
250 200 |
| Суглинки | 0,5 0,7 0,9 1,1 |
30 250 200 150 |
250 180 130 100 |
| Глины | 0,6 0,8 1,1 1,25 |
500 300 250 200 |
300 200 150 100 |
| П р и м е ч а н и е — Приведенные значения R0 относятся к элювиальным глинистым слабоструктурным грунтам, образованным при выветривании магматических пород. Для глинистых аргиллито-алевролитовых грунтов значения R0 принимают с коэффициентом 0,9. | |||
Таблица В.9 — Расчетные сопротивления R0 насыпных грунтовХарактеристика насыпи |
Значения R0, кПа | |||
| Пески крупные, средней крупности и мелкие, шлаки и т.п. при степени влажности Sr |
Пески пылеватые, супеси, суглинки, глины, золы и т.п. при степени влажности Sr |
|||
| Sr 0,5 | Sr 0,8 | Sr 0,5 | Sr 0,8 | |
| Насыпи, планомерно возведенные с уплотнением Отвалы грунтов и отходов производств: с уплотнением |
250 250 |
200 200 |
180 180 |
150 150 |
Характеристика насыпи |
Значения R0, кПа | |||
| Пески крупные, средней крупности и мелкие, шлаки и т.п. при степени влажности Sr |
Пески пылеватые, супеси, суглинки, глины, золы и т.п. при степени влажности Sr |
|||
| без уплотнения Свалки грунтов и отходов производств: с уплотнением без уплотнения |
180 150 120 |
150 120 100 |
120 120 100 |
100 100 80 |
| П р и м е ч а н и я 1 Значения R0 относятся к насыпным грунтам с содержанием органических веществ Ir 0,1. 2 Для неслежавшихся отвалов и свалок грунтов и отходов производств значения R0 принимают с коэффициентом 0,8. |
||||
Т а б л и ц а В.10 — Расчетные сопротивления грунтов обратной засыпки R0 для выдергиваемых фундаментов опор воздушных линий электропередачиОтносительное заглубление фундамента λ = d / b |
Значения R0, кПа | |||
| Глинистые грунты при показателе текучести IL 0,5 и плотности грунта обратной засыпки, т/м3 |
Пески средней крупности и мелкие маловлажные и влажные при плотности грунта обратной засыпки, т/м3 | |||
| 1,55 | 1,70 | 1,55 | 1,70 | |
| 0,8 | 32 | 36 | 32 | 40 |
| 1,0 | 40 | 45 | 40 | 50 |
| 1,5 | 50 | 65 | 55 | 65 |
| 2,0 | 60 | 85 | 70 | 85 |
| 2,5 | — | 100 | — | 100 |
| П р и м е ч а н и я 1 Значения R´0 для глин и суглинков с показателем текучести 0,5 < IL 0,75 и супесей при 0,5 < IL 1,0принимают по графе «глинистые грунты» с введением коэффициентов соответственно 0,85 и 0,7. 2 Значения R0 для пылеватых песков принимают как для песков средней крупности и мелких с коэффициентом 0,85. |
||||
Приложение Г
(рекомендуемое)
Определение осадки основания фундамента методом линейно-деформируемого слоя
Г.1 Среднюю осадку основания фундамента
s , см, с использованием расчетнойсхемы в виде линейно-деформируемого слоя (рисунок Г.1), определяют по формуле
s pbkck m
n k i i 1
k i 1 , (Г.1)
Ei
где р — среднее давление под подошвой фундамента;
b — ширина прямоугольного или диаметр круглого фундамента;
kc и km — коэффициенты, принимаемые по таблицам Г.1 и Г.2;
n — число слоев, различающихся по сжимаемости в пределах расчетной толщи
слоя Н, определяемой по формуле (Г.2);
ki и ki-1 — коэффициенты, определяемые по таблице Г.3 в зависимости от формы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, на которой расположены подошва и кровля i-го слоя соответственно;
Еi — модуль деформации i-го слоя грунта.
П р и м е ч а н и я
1 Формула (Г.1) служит для определения средней осадки основания фундамента, загруженного равномерно распределенной по ограниченной площади нагрузкой.
2 Формулу (Г.1) допускается применять в случаях, указанных в 5.6.6.
Т а б л и ц а Г.1
| Относительная толщина слоя δ = 2H/b | Коэффициент kc |
| 0 < δ ≤0,5 | 1,5 |
| 0,5 < δ ≤ 1 | 1,4 |
| 1 < δ ≤ 2 | 1,3 |
| 2 < δ ≤ 3 | 1,2 |
| 3 < δ ≤ 5 | 1,1 |
| δ > 5 | 1,0 |
Т а б л и ц а Г.2
| Коэффициент km при ширине фундамента b, м, равной | ||
| b < 10 | 10 ≤ b ≤ 15 | b > 15 |
| 1 | 1,35 | 1,5 |
Т а б л и ц а Г.3= 2z/b |
Коэффициент k для фундаментов | |||||||
круглых |
прямоугольных с соотношением сторон ε = l/b, равным | ленточных (ε 10) |
||||||
| 1,0 | 1,4 | 1,8 | 2,4 | 3,2 | 5 | |||
| 0 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 |
| 0,4 | 0,090 | 0,100 | 0,100 | 0,100 | 0,100 | 0,100 | 0,100 | 0,104 |
| 0,8 | 0,179 | 0,200 | 0,200 | 0,200 | 0,200 | 0,200 | 0,200 | 0,208 |
| 1,2 | 0,266 | 0,299 | 0,300 | 0,300 | 0,300 | 0,300 | 0,300 | 0,311 |
| 1,6 | 0,348 | 0,380 | 0,394 | 0,397 | 0,397 | 0,397 | 0,397 | 0,412 |
| 2,0 | 0,411 | 0,446 | 0,472 | 0,482 | 0,486 | 0,486 | 0,486 | 0,511 |
| 2,4 | 0,461 | 0,499 | 0,538 | 0,556 | 0,565 | 0,567 | 0,567 | 0,605 |
| 2,8 | 0,501 | 0,542 | 0,592 | 0,618 | 0,635 | 0,640 | 0,640 | 0,687 |
| 3,2 | 0,532 | 0,577 | 0,637 | 0,671 | 0,696 | 0,707 | 0,709 | 0,763 |
| 3,6 | 0,558 | 0,606 | 0,676 | 0,717 | 0,750 | 0,768 | 0,772 | 0,831 |
| 4,0 | 0,579 | 0,630 | 0,708 | 0,756 | 0,796 | 0,820 | 0,830 | 0,892 |
| 4,4 | 0,596 | 0,650 | 0,735 | 0,789 | 0,837 | 0,867 | 0,883 | 0,949 |
= 2z/b |
Коэффициент k для фундаментов | |||||||
круглых |
прямоугольных с соотношением сторон ε = l/b, равным | ленточных (ε 10) |
||||||
| 1,0 | 1,4 | 1,8 | 2,4 | 3,2 | 5 | |||
| 4,8 | 0,611 | 0,668 | 0,759 | 0,819 | 0,873 | 0,908 | 0,932 | 1,001 |
| 5,2 | 0,634 | 0,683 | 0,780 | 0,844 | 0,904 | 0,948 | 0,977 | 1,050 |
| 5,6 | 0,635 | 0,697 | 0,798 | 0,867 | 0,933 | 0,1981 | 1,018 | 1,095 |
| 6,0 | 0,645 | 0,708 | 0,814 | 0,887 | 0,958 | 1,011 | 1,056 | 1,138 |
| 6,4 | 0,653 | 0,719 | 0,828 | 0,904 | 0,980 | 1,041 | 1,090 | 1,178 |
| 6,8 | 0,661 | 0,728 | 0,841 | 0,920 | 1,000 | 1,065 | 1,122 | 1,215 |
| 7,2 | 0,668 | 0,736 | 0,852 | 0,935 | 1,019 | 1,088 | 1,152 | 1,251 |
| 7,6 | 0,674 | 0,744 | 0,863 | 0,948 | 1,036 | 1,109 | 1,180 | 1,285 |
| 8,0 | 0,679 | 0,751 | 0,872 | 0,960 | 1,051 | 1,128 | 1,205 | 1,316 |
| 8,4 | 0,684 | 0,757 | 0,881 | 0,970 | 1,065 | 1,146 | 1,229 | 1,347 |
| 8,8 | 0,689 | 0,762 | 0,888 | 0,980 | 1,078 | 1,162 | 1,251 | 1,376 |
| 9,2 | 0,693 | 0,768 | 0,896 | 0,989 | 1,089 | 1,178 | 1,272 | 1,404 |
| 9,6 | 0,697 | 0,772 | 0,902 | 0,998 | 1,100 | 1,192 | 1,291 | 1,431 |
| 10,0 | 0,700 | 0,777 | 0,908 | 1,005 | 1,110 | 1,205 | 1,309 | 1,456 |
| 11,0 | 0,705 | 0,786 | 0,922 | 1,022 | 1,132 | 1,233 | 1,349 | 1,506 |
| 12,0 | 0,720 | 0,794 | 0,933 | 1,037 | 1,151 | 1,257 | 1,384 | 1,550 |
П р и м е ч а н и е — При промежуточных значениях  и ε коэффициент k определяется по интерполяции. |
||||||||
Г.2 Толщина линейно-деформируемого слоя Н, м, вычисляется по формуле
(рисунок Г.1)
H (H 0
b)k p , (Г.2)
где H0 и ψ — принимаются соответственно равными для оснований, сложенных:
глинистыми грунтами 9 м и 0,15; песчаными грунтами – 6 м и 0,1;
kp — коэффициент, принимаемый равным: kp = 0,85 при среднем давлении под подошвой фундамента р = 150 кПа; kp = 1,2 при р = 500 кПа, а при промежуточных значениях — по интерполяции.
Если основание сложено глинистыми и песчаными грунтами, значение Н, м, определяется по формуле (рисунок Г.1)
H H s hcl / 3 , (Г.3)
где Нs — толщина слоя, вычисленная по формуле (Г.2) в предположении, что основание сложено только песчаными грунтами;
hcl — суммарная толщина слоев глинистых грунтов в пределах от подошвы фундамента до глубины, равной Hcl — значению H, вычисленному по формуле (Г.2) в предположении, что основание сложено только глинистыми грунтами.
Рисунок Г.1 — Схема расчета осадок с использованием расчетной схемы основания в виде линейно-
деформируемого слоя
Т а б л и ц а Д.1
Приложение Д
(рекомендуемое)
Предельные деформации основания фундаментов объектов нового строительства
(рисунок Г.1)H (H 0b)k p , (Г.2)
где H0 и ψ — принимаются соответственно равными для оснований, сложенных:глинистыми грунтами 9 м и 0,15; песчаными грунтами – 6 м и 0,1;
kp — коэффициент, принимаемый равным: kp = 0,85 при среднем давлении под подошвой фундамента р = 150 кПа; kp = 1,2 при р = 500 кПа, а при промежуточных значениях — по интерполяции.
Если основание сложено глинистыми и песчаными грунтами, значение Н, м, определяется по формуле (рисунок Г.1)
H H s hcl / 3 , (Г.3)где Нs — толщина слоя, вычисленная по формуле (Г.2) в предположении, что основание сложено только песчаными грунтами;
hcl — суммарная толщина слоев глинистых грунтов в пределах от подошвы фундамента до глубины, равной Hcl — значению H, вычисленному по формуле (Г.2) в предположении, что основание сложено только глинистыми грунтами.
Рисунок Г.1 — Схема расчета осадок с использованием расчетной схемы основания в виде линейно-
деформируемого слоя
Т а б л и ц а Д.1Приложение Д
(рекомендуемое)
Предельные деформации основания фундаментов объектов нового строительства
Сооружения |
Предельные деформации основания фундаментов | ||
Относительная разность осадок ( s/L)u |
Кренiu |
Максимальнаяs max u или средняяsu осадка, см |
|
| 1 Производственные и гражданские одноэтажные и многоэтажные здания с полным каркасом: железобетонным то же, с устройством железобетонных поясов или монолитных перекрытий, а также здания монолит- ной конструкции стальным то же, с устройством железобетонных поясов или монолитных перекрытий |
0,002 0,003 0,004 0,005 |
— — — — |
10 15 15 18 |
| 2 Здания и сооружения, в конструкциях которых не возникают усилия от неравномерных осадок |
0,006 | — | 20 |
| 3 Многоэтажные бескаркасные здания с несущими стенами из: крупных панелей крупных блоков или кирпичной кладки без армирования то же, с армированием, в том числе с устройством железобетонных поясов или монолитных пере- крытий, а также здания монолитной конструкции |
0,0016 0,0020 0,0024 |
— — — |
12 12 18 |
| 4 Сооружения элеваторов из железобетонных конструкций: рабочее здание и силосный корпус монолитной конструкции на одной фундаментной плите то же, сборной конструкции отдельно стоящий силосный корпус монолитной конструкции то же, сборной конструкции |
— — — — |
0,003 0,003 0,004 0,004 |
40 30 40 30 |
| 5 Дымовые трубы высотой H, м: H 100 100 < Н 200 200 < H 300 H > 300 |
— — — — |
0,005 1/(2Н) 1/(2Н) 1/(2Н) |
40 30 20 10 |
| 6 Жесткие сооружения высотой до 100 м, кроме указанных в позициях 4 и 5 |
— | 0,004 | 20 |
| 7 Антенные сооружения связи: стволы мачт заземленные то же, электрически изолированные башни радио башни коротковолновых радиостанций башни (отдельные блоки) |
— — 0,002 0,0025 0,001 |
0,002 0,001 — — — |
20 10 — — — |
Окончание таблицы Д.1Сооружения |
Предельные деформации основания фундаментов | ||
Относительная разность осадок ( s/L)u |
Кренiu |
max Максимальнаяsu или средняяsu осадка, см |
|
| 8 Опоры воздушных линий электропередачи: промежуточные прямые анкерные и анкерно-угловые, промежуточные угловые, концевые, порталы открытых распределительных устройств специальные переходные |
0,003 0,0025 0,002 |
— — — |
— — — |
| П р и м е ч а н и я 1 Значение предельной максимальной осадки основания фундаментов s max применяется к сооружениям, u возводимым на отдельно стоящих фундаментах на естественном (искусственном) основании или на свайных фундаментах с отдельно стоящими ростверками (ленточные, столбчатые и т.п.). 2 Значение предельной средней осадки su основания фундаментов применяется к сооружениям, возводимым на едином монолитном железобетонном фундаменте неразрезной конструкции (перекрестные ленточные и плитные фундаменты на естественном или искусственном основании, свайные фундаменты с плитным ростверком, плитно- свайные фундаменты и т.п.). 3 Предельные значения относительного прогиба зданий, указанные в позиции 3, принимают равными 0,5( s/L)u, а относительного выгиба — 0,25( s/L)u. 4 При определении относительной разности осадок ( s/L) в позиции 8 таблицы Д.1 за L принимают расстояние между осями блоков фундаментов в направлении горизонтальных нагрузок, а в опорах с оттяжками — расстояние между осями сжатого фундамента и анкера. 5 Если основание сложено горизонтальными (с уклоном не более 0,1), выдержанными по толщине слоями грунтов, предельные значения максимальных и средних осадок допускается увеличивать на 20 %. 6 Предельные значения подъема основания, сложенного набухающими грунтами, допускается принимать: максимальный и средний подъем в размере 25 % и относительную разность осадок в размере 50 % соответствующих предельных значений деформаций, приведенных в настоящем приложении, а относительный выгиб в размере 0,25( s/L)u. 7 На основе обобщения опыта проектирования, строительства и эксплуатации отдельных видов сооружений допускается принимать предельные значения деформаций основания фундаментов, отличающиеся от указанных в настоящем приложении. |
|||
Приложение Е
(обязательное)
Категории технического состояния существующих сооружений
Т а б л и ц а Е.1
| Категория состояния сооружения | Характеристика состояния сооружения |
| I — нормальное | Выполняются требования норм и проектной документации по условиям эксплуатации. Необходимость ремонтных работ отсутствует |
| II — удовлетворительное | С учетом фактических свойств материалов удовлетворяются требования норм, относящиеся к предельным состояниям I группы; требования, относящиеся к предельным состояниям II группы, могут быть нарушены, но обеспечиваются нормальные условия эксплуатации. Требуется текущий ремонт с устранением локальных повреждений без усиления конструкций |
| III — неудовлетворительное | Нарушены требования норм, но отсутствуют опасность обрушения и угроза безопасности людей. Требуются усиление и восстановление несущей способности поврежденных конструкций |
| IV — предаварийное или аварийное | Существующие повреждения свидетельствуют о непригодности конструкций к эксплуатации, об опасности их обрушения и опасности пребывания людей в зоне расположения конструкций |
| П р и м е ч а н и я 1 Категория технического состояния устанавливается по результатам технического обследования строительных конструкций сооружения, в том числе фундаментов, включая исследования грунтов основания, подстилающих фундаменты. 2 При соответствующем обосновании категория технического состояния реконструируемого сооружения или сооружения, расположенного в зоне влияния нового строительства или реконструкции, может быть повышена, если проектом реконструкции или проектом защитных мероприятий (для окружающей застройки) предусмотрено выполнение работ по усилению фундаментов и надземной части сооружения, связанных в том числе с увеличением его жесткости. 3 Категория технического состояния одноэтажных и многоэтажных зданий исторической застройки или памятников истории, архитектуры и культуры с несущими стенами из кирпичной кладки без армирования не может быть установлена (повышена) выше категории II — удовлетворительная. К исторической застройке относятся здания c указанной конструктивной схемой при сроке их эксплуатации более 100 лет. 4 Результаты технического обследования сооружений допускается использовать при сроке давности выполнения технического обследования, не превышающем 3 года для сооружений со следующими категориями технического состояния: I — нормальное и II — удовлетворительное и не превышающем 1,5 года для сооружений со следующими категориями технического состояния: III — неудовлетворительное и IV — предаварийное или аварийное. |
|
Приложение Ж
(рекомендуемое)
Предельные дополнительные деформации основания фундаментов реконструируемых сооружений
Т а б л и ц а Ж.1Сооружения |
Категории технического состояния зданий |
Предельные дополнительные деформации основания фундаментов |
|
| Относительная разность осадок ( s/L)u |
Максимальная осадка s max , см ad ,u |
||
| 1 Одноэтажные и многоэтажные бескаркасные здания со стенами из крупных панелей |
I II III |
0,0020 0,0010 0,0007 |
4,0 3,0 2,0 |
| 2 Одноэтажные и многоэтажные бескаркасные здания со стенами из кирпича или крупных блоков без армирования |
I II III |
0,003 0,0015 0,001 |
4,0 3,0 2,0 |
| 3 Одноэтажные и многоэтажные бескаркасные здания со стенами из кирпича или крупных блоков с армированием или железобетонными поясами |
I II III |
0,0035 0,0018 0,0012 |
5,0 4,0 3,0 |
| 4 Многоэтажные и одноэтажные здания исторической застройки или памятники истории, архитектуры и культуры с несущими стенами из кирпичной кладки без армирования |
I II III |
— 0,0009 0,0007 |
— 1,5 1,0 |
| П р и м е ч а н и я max 1 sad ,u — значение предельной дополнительной максимальной осадки основания отдельно стоящих фундаментов реконструируемого сооружения на естественном основании или свайных ростверков, в том числе при усилении основания и фундаментов. 2 При подведении сплошной монолитной железобетонной фундаментной плиты под реконструируемое сооружение допускается принимать значения предельных дополнительных средних осадок s равными s max . ad ,u ad ,u 3 Для сооружений с категорией технического состояния IV — предаварийное или аварийное дополнительные деформации основания фундаментов не допускаются. 4. Значения таблицы Ж.1 допускается не применять, если в основании фундаментов реконструируемого сооружения в пределах сжимаемой толщи Hc, определенной с учетом требований 5.6.41, залегают грунты с модулем деформации E ≤ 7 МПа или в основании залегают специфические грунты, указанные в разделе 6. Вместо указанных величин следует пользоваться значениями региональных таблиц, характерными для этих районов и приведенными в территориальных строительных нормах. В случае отсутствие соответствующих нормативных значений в территориальных строительных нормах необходимо руководствоваться данными таблицы Ж.1. |
|||
Приложение И
(рекомендуемое)
Физико-механические характеристики органоминеральных и органических грунтов
И.1 Значения характеристик грунтов, приведенные в таблицах И.1—И.4, допускается использовать для предварительной оценки оснований, сложенных из органоминеральных и органических грунтов (см. 6.4.7).
Т а б л и ц а И.1 — Средние значения физико-механических характеристик открытого торфа
Показатель |
Значение показателя при степени разложения Ddp, % | ||||||
| верхового | низинного | ||||||
| 5—20 | 21—30 | 31—40 | > 40 | 5—25 | 26—40 | > 40 | |
| Влажность, соответствующая полному водонасыщению wsat, доли единицы Плотность частиц торфа ρs, г/см3 Модуль деформации при полной влагоемкости Е, МПа Коэффициент бокового давления ξ Коэффициент консолидации cv, м2/год |
14,5 1,62 0,11 0,12 10 |
12,5 1,56 0,15 0,19 5 |
11,8 1,49 0,23 0,28 2 |
10,0 1,40 0,25 0,35 1 |
11,5 1,58 0,15 0,22 5 |
7,5 1,51 0,24 0,43 2 |
5,8 1,5 0,31 0,50 1 |
Т а б л и ц а И.2 — Средние значения физико-механических характеристик погребенного торфа
Показатель |
Значения показателя при степени разложения Ddp, % | ||
| 20—30 | 31—40 | 41—60 | |
| Плотность грунта ρ, г/см3 Плотность частиц грунта ρs, г/см3 Природная влажность w, доли единицы Коэффициент пористости е Угол внутреннего трения , град. Удельное сцепление с, кПа Модуль деформации Е,МПа Коэффициент бокового давления ξ |
1,0 1,5 3,0 5,5 22 20 1,1 0,24 |
1,05 1,60 2,2 4,0 12 25 2,0 0,28 |
1,2 1,80 1,7 3,0 10 30 3,0 0,32 |
Т а б л и ц а И.3 — Средние значения модуля деформации илов| Ил | Коэффициент пористости е | Модуль деформации Е, МПа |
| Супесчаный | 0,8 1,2 |
5,1 3,3 |
| Суглинистый | 0,9 1,6 |
2,0 1,2 |
| Глинистый | 1,2 2,0 |
1,6 0,8 |
Т а б л и ц а И.4 — Значения физико-механических характеристик сапропелейТип залегания |
Разновидность сапропелей |
Содержание веществ |
Влаж- ностьw, доли единицы |
Плотность частиц грунта ρs, г/см3 |
Коэф- фициент пористостие |
Модуль деформа- ции Е, МПа (при р= 0,05 МПа) |
Сопро- тивление враща- тельному срезу , кПа |
||
| органи- ческихIr, % |
карбо- натных СаСО3, % |
||||||||
| Не- уп- лот- нен- ные в при- род- ном зале- гании |
Озерные под слоем воды |
Минераль- ные |
10—30 | 30 | 1,5—4,5 | 2,0—2,5 | 5—12 | 0,25—0,6 | 4—6 |
| Среднемине- ральные |
30—50 | 30 | 3—6 | 1,8—2,0 | 9—12 | 0,1—0,3 | 2—4 | ||
| Слабомине- ральные |
> 50 | 30 | 6—20 | 1,4—1,8 | 12—25 | 0,03—0,1 | < 2 | ||
| Болотные под слоем торфа |
Минераль- ные |
10—30 | 30 | 1,2—3,7 | 2,0—2,5 | 4—12 | 0,4—0,8 | 12—13 | |
| Среднемине- ральные |
30—50 | 30 | 3—6 | 1,8—2,0 | 8—12 | 0,25—0,5 | 7—12 | ||
| Слабомине- ральные |
50—80 | 10—30 | 6—12 | 1,4—1,8 | 12—20 | 0,1—0,25 | 12—13 | ||
| Уплотненные в природном залегании (озерно- болотные под слоем минеральных наносов) |
Минераль- ные |
10—30 | 30 | 0,5—1,8 | 2,0—2,5 | 1,4—3 | 0,7—2 | 15—25 | |
| Среднемине- ральные |
30—50 | 30 | 1,5—2,5 | 1,8—2,0 | 3—5 | 0,4 1 | 10—20 | ||
| Слабомине- ральные |
> 50 | 30 | 1,5—3,0 | 1,4—1,8 | 4—6 | 0,3—0,5 | 2—15 | ||
Приложение К
(рекомендуемое)
Физико-механические характеристики элювиальных грунтов
К.1 Значения характеристик грунтов, приведенные в таблицах К.1—К.3, допускается использовать для предварительной оценки оснований, сложенных из этих грунтов (см. 6.5.9, 6.5.12).
Т а б л и ц а К.1 — Средние значения физических характеристик и предела прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии Rc элювия скальных грунтов магматических пород
| Разновидность элювия скальных грунтов по степени выветрелости | Характеристики элювия скальных грунтов магматических пород | |||
| Плотность ρ, г/см3 | Коэффициент пористости е |
Rc, МПа | Степень размягчаемости в воде | |
| Слабовыветрелые Выветрелые Сильновыветрелые |
Более 2,7 2,5 < ρ 2,7 2,2 < ρ 2,5 |
Менее 0,1 0,1 е 0,2 Более 0,2 |
Более 15 5 Rc 15 Менее 5 |
Неразмягчаемые Практически неразмягчаемые Размягчаемые |
Т а б л и ц а К.2 — Значения предела прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии Rc элювия скальных грунтов осадочных сцементированных породСтепень выветрелости Kwr |
Значения Rc, МПа, для элювия осадочных скальных грунтов | ||
Аргиллиты и алевролиты |
Песчаники с преобладанием цемента | ||
| глинистого | карбонатного | ||
| 1 > Kwr 0,95 0,95 > Kwr 0,9 0,9 > Kwr 0,85 0,85 > Kwr 0,8 Kwr < 0,8 |
12 — 20 8 — 12 5 — 8 2,5 — 5,0 Менее 2,5 |
30 — 50 15 — 30 7,5 — 15 5,0 — 7,5 Менее 5 |
50 — 95 30 — 50 10 — 30 5 — 10 Менее 5 |
Т а б л и ц а К.3 — Значения модуля деформации разновидностей элювиальных крупнообломочных грунтовРазновидность крупнообломочных грунтов |
Значения модуля деформации Е, МПа, при исходных образующих породах | |||
| магматических и метаморфических | осадочных сцементированных | |||
| содержащих кварц | бескварцевых | песчаники | аргиллиты и алевролиты | |
| Глыбовые Щебенистые выветрелые Щебенисто-дресвяные слабовыветрелые Дресвяные сильновыветрелые |
Не менее 60 40—60 30—40 Менее 30 |
Не менее 50 35—50 25—35 Менее 25 |
Не менее 50 40—50 30—40 Менее 30 |
Не менее 40 35—40 20—35 Менее 20 |
Приложение Л
(обязательное)
Предельные дополнительные деформации основания фундаментов сооружений окружающей застройки, расположенных в зоне влияния нового строительства или реконструкции
Т а б л и ц а Л.1Сооружения |
Категория технического состояния зданий |
Предельные дополнительные деформации основания фундаментов |
|
| Относительная разность осадок ( s/L)u |
Максимальная осадка s max , см ad ,u |
||
| 1 Гражданские и производственные одноэтажные и многоэтажные здания с полным железобетонным каркасом |
I II III |
0,0020 0,0010 0,0007 |
5,0 3,0 2,0 |
| 2 Многоэтажные бескаркасные здания с несущими стенами из крупных панелей |
I II III |
0,0016 0,0008 0,0005 |
4,0 3,0 2,0 |
| 3 Многоэтажные бескаркасные здания с несущими стенами их крупных блоков или кирпичной кладки без армирования |
I II III |
0,0020 0,0010 0,0007 |
4,0 3,0 1,0 |
| 4 Многоэтажные бескаркасные здания с несущими стенами из кирпича или бетонных блоков с арматурными или железобетонными поясами |
I II III |
0,0024 0,0015 0,0010 |
5,0 3,0 2,0 |
| 5 Многоэтажные и одноэтажные здания исторической застройки или памятники истории, архитектуры и культуры с несущими стенами из кирпичной кладки без армирования |
I II III |
— 0,0006 0,0004 |
— 1,0 0,5 |
| 6 Высокие жесткие сооружения и трубы | I II III |
0,004 0,002 0,001 |
5,0 3,0 2,0 |
| П р и м е ч а н и я 1 s max — значение предельной дополнительной максимальной осадки основания отдельно стоящих ad , u фундаментов на естественном основании или свайных ростверков, в том числе при усилении оснований и фундаментов сооружения окружающей застройки. 2 Для сооружений с категорией технического состояния IV — предаварийное или аварийное дополнительные деформации основания фундаментов не допускаются. 3 Значения таблицы Л.1 допускается не применять, если в основании фундаментов реконструируемого сооружения в пределах сжимаемой толщи Hc, определенной с учетом требований 5.6.41, залегают грунты с модулем деформации E ≤ 7 МПа или в основании залегают специфические грунты, указанные в разделе 6. Вместо указанных величин следует пользоваться значениями региональных таблиц, характерными для этих районов и приведенными в территориальных строительных нормах. В случае отсутствие соответствующих нормативных значений в территориальных строительных нормах необходимо руководствоваться данными таблицы Л.1. |
|||
Приложение М
(обязательное)
Контролируемые параметры при геотехническом мониторинге
М.1 В таблицах М.1—М.6 знак «+» обозначает контролируемые параметры, которые необходимо фиксировать в процессе геотехнического мониторинга, знак « » обозначает контролируемые параметры, которые не требуется фиксировать при выполнении геотехнического мониторинга.М.2 При геотехническом мониторинге вновь возводимых и реконструируемых
сооружений по специальному заданию, в том числе научно-технического сопровождения (см. 4.16), допускается дополнительно производить фиксацию контролируемых параметров, не указанных в таблицах М.1—М.4.
М.3 При геотехническом мониторинге сооружений окружающей застройки по специальному заданию, в том числе научно-технического сопровождения (см. 4.16), допускается производить фиксацию иных контролируемых параметров, помимо указанных в таблице М.5 (дополнительная разность углов наклона подошвы фундамента и др.).
Т а б л и ц а М.1 — Контролируемые параметры при геотехническом мониторинге оснований (без учета массива грунта, окружающего сооружение), фундаментов и конструкций вновь возводимых сооружений
Контролируемые параметры |
Вновь возводимые сооружения I и II уровней ответственности при высоте H, м |
|||
| H<75 | 75≤H<150 | H>150 | ||
| Категория сложности инженерно-геологических условий | ||||
| III | I—II | III | I—III | |
| 1 Осадки фундаментов и относительная разность осадок | + | + | + | + |
| 2 Крен | + | + | + | + |
| 3 Напряжения под подошвой фундаментов | – | +1 | +1 | +2 |
| 4 Послойные осадки грунтов основания | |
|
+1 | + |
| 5 Напряжения в основании под пятой свай и в стволе свай | |
|
+3 | + |
| 6 Напряжения в конструкциях подземной части (фундаменты, колонны, перекрытия) | |
|
|
+ |
| 1 Выполняется для плитных и плитно-свайных фундаментов при высоте сооружения более 100 м. 2 Выполняется для плитных и плитно-свайных фундаментов. 3 Выполняется при высоте сооружения более 100 м. П р и м е ч а н и я 1 В позиции 1 таблицы М.1 к фундаментам относятся также несущие ограждающие конструкции котлованов, изготовленные из монолитного или сборно-монолитного железобетона (по технологии «стена в грунте», буронабивные сваи и т.п.). 2 Допускается по специальному заданию проводить геотехнический мониторинг сооружений I и II уровней ответственности при H<75 м и I—II категориях сложности инженерно-геологических условий. |
||||
оснований (без учета массива грунта, окружающего сооружение), фундаментов и конструкций реконструируемых сооруженийКонтролируемые параметры |
Реконструируемые сооружения | ||
| Уровень ответственности | Уникальные, здания исторической застройки, памятники архитектуры, истории и культуры |
||
| II | I | ||
| 1 Дополнительные осадки фундаментов и относительная разность дополнительных осадок |
+ | + | + |
| 2 Дополнительный крен | + | + | + |
| 3 Напряжения под подошвой фундаментов |
|
|
+ |
| 4 Послойные осадки грунтов основания |
|
|
+1 |
| 5 Напряжения в основании под пятой свай и в стволе свай |
|
|
+2 |
| 6 Напряжения в конструкциях подземной части (фундаменты, колонны, перекрытия) |
|
|
+1 |
| 1 Выполняется при высоте сооружения более 75 м. 2 Выполняется для свай усиления фундаментов. П р и м е ч а н и е — В позиции 1 таблицы М.2 к фундаментам относятся также несущие ограждающие конструкции котлованов, изготовленные из монолитного или сборно-монолитного железобетона (по технологии «стена в грунте», буронабивные сваи и т.п.). |
|||
Т а б л и ц а М.3 — Контролируемые параметры при геотехническом мониторинге конструкций ограждения котлована вновь возводимых и реконструируемых сооружений I и II уровней ответственности
Контролируемые параметры |
При глубине котлована Hк, м | ||||
| 5≤Hк<10 | 10≤Hк<15 | Hк≥15 | |||
| Категория сложности инженерно-геологических условий | |||||
| II | III | I—II | III | I—III | |
| 1 Горизонтальные перемещения верха ограждающей конструкции | + | + | + | + | + |
| 2 Горизонтальные перемещения ограждающей конструкции по высоте | + | + | + | + | + |
| 3 Напряжения в стальных распорках | +1 | +1 | + | ||
| 4 Напряжения в тягах анкерных устройств | |
|
|
+ | + |
| 5 Напряжения в арматуре и бетоне ограждающей конструкции | |
|
|
|
+2 |
| 6 Напряжения в арматуре и бетоне перекрытий при разработке котлована под их защитой | |
|
|
|
+2 |
| 7 Температура и глубина промерзания грунтов за ограждающей конструкцией |
+3 |
+3 |
+3 |
+3 |
+3 |
| 1 Выполняется при общей длине распорки более 25 м. 2 Выполняется при глубине котлована более 20 м. 3 Выполняется при наличии пучинистых грунтов за пределами ограждающей конструкции и выполнении работ в зимнее время. |
|||||
Т а б л и ц а М.4 — Контролируемые параметры при геотехническом мониторинге массива грунта, окружающего вновь возводимые и реконструируемые сооружения I и II уровней ответственности
Контролируемые параметры |
При глубине котлована Hк, м | ||||
| 5≤Hк<10 | 10≤Hк<15 | Hк≥15 | |||
| Категория сложности инженерно-геологических условий | |||||
| II | III | I—II | III | I—III | |
| 1 Вертикальные перемещения поверхностных грунтовых марок | + | + | + | + | + |
| 2 Горизонтальные перемещения поверхностных грунтовых марок | |
+ | + | + | + |
| 3 Уровень подземных вод | |
+1 | +1 | + | + |
| 4 Вертикальные перемещения массива грунта по глубине | |
|
|
+2 | +2 |
| 5 Горизонтальные перемещения массива грунта по глубине | |
|
|
+2 | +2 |
| 6 Температура и химический состав подземных вод | +2 | +2 | +2 | +2 | +2 |
| 1 Выполняется при прогнозируемом уровне подземных вод выше дна котлована. 2 Выполняется по специальному заданию. |
|||||
Т а б л и ц а М.5 — Контролируемые параметры при геотехническом мониторинге сооружений окружающей застройки (без учета подземных инженерных коммуникаций), расположенных в зоне влияния нового строительства (реконструкции) или прокладки подземных инженерных коммуникаций
Контролируемые параметры |
При глубине котлована Hк, м | ||
| Hк<10 | Hк≥10 |
||
| Категория сложности инженерно-геологических условий |
|||
| I—II | III | ||
| 1 Дополнительные осадки фундаментов и их относительная разность | + |
+ |
+ |
| 2 Деформации конструкций, в том числе ширина раскрытия и глубина образования трещин | + |
+ |
+ |
| 3 Дополнительный крен | |
+1 | + |
| 4 Горизонтальные перемещения конструкций и фундаментов | |
|
+ |
| 5 Измерение динамических и вибрационных воздействий | +2 | +2 | +2 |
| 1 Выполняется при высоте сооружений окружающей застройки более 75 м. 2 Выполняется по специальному заданию. П р и м е ч а н и е — В процессе геотехнического мониторинга необходимо проводить периодические визуальные обследования сооружений окружающей застройки на предмет выявления повреждений их конструкций. |
|||
Т а б л и ц а М.6 — Контролируемые параметры при геотехническом мониторинге подземных инженерных коммуникаций, расположенных в зоне влияния нового строительства (реконструкции) или прокладки
инженерных подземных коммуникаций
Контролируемые параметры |
При глубине котлована Hк, м | ||
| Hк<10 | Hк≥10 |
||
| Категория сложности инженерно-геологических условий |
|||
| I—II | III | ||
| 1 Дополнительные осадки обечаек люков, колодцев и других конструкций, выступающих на поверхность |
+ | + | + |
| 2 Дополнительные осадки конструкций обделок проходных и полупроходных коллекторов |
|
+ |
+ |
| 3 Горизонтальные перемещения обечаек люков, колодцев и других конструкций, выступающих на поверхность |
|
+ |
+ |
| 4 Деформации конструкций обделок проходных и полупроходных коллекторов |
|
+1 |
+ |
| 5 Горизонтальные перемещения конструкций обделок проходных и полупроходных коллекторов |
|
|
+ |
| 6 Измерение динамических и вибрационных воздействий |
+1 | +1 | +1 |
| 1 Выполняется по специальному заданию. П р и м е ч а н и е — В процессе геотехнического мониторинга подземных инженерных коммуникаций необходимо проводить периодические визуальные обследования состояния поверхности грунта вдоль трассы инженерных коммуникаций и конструкций обделок проходных и полупроходных коллекторов. |
|||
Приложение Н
(обязательное)
Основные буквенные обозначения
Коэффициенты надежности
f — по нагрузке;m — по материалу;
g — по грунту;
n — по назначению сооружения;
c — коэффициент условий работы.
Характеристики грунтов
X — среднее значение характеристики;Хп — нормативное значение;
X — расчетное значение;— доверительная вероятность (обеспеченность) расчетных значений;
ρ — плотность;
ρd — плотность в сухом состоянии;
ρbf — плотность обратной засыпки;
е — коэффициент пористости;
w — влажность природная;
wp — влажность на границе пластичности (раскатывания);
wL — влажность на границе текучести;
weq — конечная (установившаяся) влажность;
wsat — влажность, соответствующая полному водонасыщению;
wsl — начальная просадочная влажность;
wsv — влажность набухания;
wsh — влажность на пределе усадки;
Sr — коэффициент водонасыщения;
IL — показатель текучести;— удельный вес;
sb — удельный вес с учетом взвешивающего действия воды;
psl — начальное просадочное давление;
psw — давление набухания;sl — относительная просадочность;
sw — относительное набухание;
sh — относительная линейная усадка;
sf — относительное суффозионное сжатие;
Ir — относительное содержание органического вещества;
Ddp — степень разложения органического вещества;
с — удельное сцепление;— угол внутреннего трения;
Е — модуль деформации;
v — коэффициент поперечной деформации;
Rc — предел прочности на одноосное сжатие скальных грунтов;
cv — коэффициент консолидации.
Нагрузки, напряжения, сопротивления
F — сила, расчетное значение силы;
f — сила на единицу длины;
Fv, Fh — вертикальная и горизонтальная составляющие силы;
Fs,a, Fs,r — силы, действующие по плоскости скольжения, соответственно
сдвигающие и удерживающие (активные и реактивные);
N — сила, нормальная к подошве фундамента;
п — то же, на единицу длины;
G — собственный вес фундамента;
q — равномерно распределенная вертикальная пригрузка;
р — среднее давление под подошвой фундамента;
σ — нормальное напряжение;— касательное напряжение;
u — давление в поровой воде;
σt — полное нормальное напряжение;
σz — эффективное вертикальное нормальное напряжение суммарное;
σzg — то же, от собственного веса грунта;
σzp — то же, от внешней нагрузки (давления фундамента);
R — расчетное сопротивление грунта основания;
R0 — расчетное сопротивление грунта основания для предварительного назначения размеров фундаментов;
Fu — сила предельного сопротивления основания, соответствующая исчерпанию его несущей способности.
Деформации оснований и сооружений
s — средняя осадка основания фундамента;ssl — просадка основания;
hsw — подъем основания при набухании грунта;
ssh — осадка основания в результате высыхания набухшего грунта;
ssf — суффозионная осадка;s — разность осадок (просадок) фундаментов;
i — крен фундамента (сооружения);
υ — относительный угол закручивания;
uh — горизонтальное перемещение;
su — предельное значение деформации основания фундаментов;
su,s — то же, по технологическим требованиям;
su.f — то же, по условиям прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций.
Геометрические характеристики
b — ширина подошвы фундамента;
В — ширина подвала;
Bw — ширина источника замачивания (замачиваемой площади);
l — длина подошвы фундамента;
ε = l / b — соотношение сторон подошвы фундамента;
А — площадь подошвы фундамента;
L — длина здания;
d, dn, d1 — глубина заложения фундамента соответственно от уровня планировки, от поверхности природного рельефа и приведенная от пола подвала;
db — глубина подвала от уровня планировки;
df, dfn — глубина сезонного промерзания грунта соответственно расчетная и
нормативная;
dw — глубина расположения уровня подземных вод;
λ = d / b — относительное заглубление фундамента;
h — толщина слоя грунта;
Нс — глубина сжимаемой толщи;
Hsl — толщина слоя просадочных грунтов (просадочная толща);
hsl — толщина зоны просадки;
hsl,p — то же, от внешней нагрузки;
hsl,g — то же, от собственного веса грунта;
Hsw — толщина зоны набухания;
Hsh — то же, усадки;
Hl — толщина выщелачиваемой зоны;
z — глубина (расстояние) от подошвы фундамента;
δ = 2z / b — относительная глубина;
DL — отметка планировки;
NL — отметка поверхности природного рельефа;
FL — отметка подошвы фундамента;
B.С — нижняя граница сжимаемой толщи;
B.SL — то же, просадочной толщи;
B.SW — нижняя граница зоны набухания;
B.SH — то же, зоны усадки;
WL — уровень подземных вод.
Библиография
[1] СП 11-102-97 Инженерно-экологические изыскания для строительства
[2] СП 11-104-97 Инженерно-геодезические изыскания для строительства
[3] СП 11-105-97 Инженерно-геологические изыскания для строительства (ч. I—III, V) [4] СП 50-101-2004 Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений