СП СП 50-101-2004 Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений

6.7. Намывные грунты

6.7.1. Основания, сложенные намывными грунтами, должны проектироваться с учетом их неоднородности (многослойности, изменчивости состава и свойств в плане и по глубине), способности изменять физико-механические свойства со временем (в том числе за счет колебаний уровня подземных вод), чувствительности к вибрационным воздействиям.

В качестве намывных грунтов применяют пески различной крупности.

6.7.2. Проектирование оснований и фундаментов должно производиться по результатам инженерно-геологических изысканий, выполненных не ранее, чем через три месяца после окончания намыва песков.

6.7.3. Прочностные и деформационные характеристики намывных грунтов, как правило, должны устанавливаться по результатам полевых и лабораторных исследований грунтов ненарушенного сложения с учетом возраста намывного грунта, т.е. времени, прошедшего от окончания намыва до начала строительства.

6.7.4. Для предварительных расчетов оснований сооружений I и II уровней ответственности, а также окончательных расчетов оснований сооружений III уровня ответственности допускается пользоваться значениями прочностных и деформационных характеристик грунтов, полученными по их физическим характеристикам в зависимости от возраста намывных грунтов.

6.7.5. Расчет оснований, сложенных намывными грунтами, должен производиться в соответствии с требованиями раздела 5.

Если толща намывных грунтов подстилается водонасыщенными органоминеральными или органическими грунтами или илами, в расчетах оснований следует дополнительно учитывать требования подраздела 6.4.

6.7.6. Расчетное сопротивление R намывных грунтов определяют в соответствии с требованиями подраздела 5.5, при этом значения прочностных характеристик намывного грунта следует принимать соответствующими началу строительства с учетом 6.7.2 и 6.7.3.

6.7.7. Полная деформация основания, сложенного намывными грунтами, должна определяться суммированием осадок основания от внешней нагрузки, самоуплотнения толщи намывных грунтов и дополнительных осадок загруженных намывом подстилающих слоев грунта с учетом их консолидации.

6.7.8. Расчет осадки намывного основания при толщине намывного слоя не менее 4b (где b - ширина фундамента) и при отношении площади фундаментов к площади застройки сооружения больше 0,3 следует проводить от нагрузки, распределенной по площади застройки и полученной путем деления массы сооружения на площадь, ограниченную контуром наружных граней фундаментов.

6.7.9. При расчетных деформациях основания, сложенного намывными грунтами, больше предельных или недостаточной несущей способности основания в соответствии с указаниями подраздела 5.8 должны предусматриваться:

• уплотнение намывных грунтов (вибрационными машинами и катками, глубинным гидровиброуплотнением, использованием энергии взрыва, трамбованием, избыточным намывом грунта на площади застройки и др.);
• закрепление или армирование намывного грунта;
• конструктивные мероприятия.

6.7.10. Отметку заложения подошвы фундаментов принимают независимо от глубины сезонного промерзания грунтов, если в основании сооружения залегает толща намывных песков гравелистых, крупных и средней крупности, а также мелких, если специальными исследованиями на данной площадке установлено, что они не обладают пучинистыми свойствами.

6.7.11. При проектировании намывных работ необходимо так размещать дамбы обвалования, ограждающие карты намыва, чтобы они не пересекали контуры и не служили основанием сооружений, что может привести к развитию больших неравномерных осадок.

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. При проектировании оснований, сложенных пучинистыми грунтами, следует учитывать возможность повышения влажности грунта за счет подъема уровня подземных вод, инфильтрации подземных 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 εfh - отношением hf к толщине промерзающего слоя df;
• давлением морозного пучения pfh, действующим нормально к подошве фундамента;
• удельным значением τfh - касательной силы морозного пучения, действующей вдоль боковой поверхности фундамента.

Указанные характеристики, как правило, должны устанавливаться на основе опытных данных с учетом возможного изменения гидрогеологических условий. Для сооружений III уровня ответственности допускается определять значения εfh в зависимости от параметра Rf (рисунок 6.9), вычисляемого по формуле

, (6.22)
​

где w, wₚ - влажность в пределах слоя промерзающего грунта соответственно природная и на границе раскатывания, доли единицы;

wsat - полная влагоемкость грунта, доли единицы;
ρd - плотность сухого грунта, т/м3;
M0 - абсолютное значение средней многолетней температуры воздуха за зимний период; определяют так же, как и коэффициент Mt (см. формулу (12.1)).​

​

6.8.4. По степени пучинистости грунты подразделяют в зависимости от εfh на пять групп (ГОСТ 25100). Принадлежность глинистого грунта к одной из групп также может быть оценена по параметру Rf (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

(τfh Afh - F) ≤ γc Frf / γn, (6.23)
​

где τfh - значение расчетной удельной касательной силы пучения, кПа, принимаемое по 6.8.7;

Afh - площадь боковой поверхности фундамента, находящейся в пределах расчетной глубины сезонного промерзания, м2;
F - расчетная постоянная нагрузка, кН, при коэффициенте надежности по нагрузке γf = 0,9;
Frf - расчетное значение силы, кН, удерживающей фундамент от выпучивания вследствие трения его боковой поверхности о талый грунт, лежащий ниже расчетной глубины промерзания;
γc - коэффициент условий работы, принимаемый равным 1,1;
γn - коэффициент надежности, принимаемый равным 1,1.​

6.8.7. Значение расчетной удельной касательной силы пучения τfh должно определяться, как правило, опытным путем. При отсутствии опытных данных допускается принимать значения τfh по таблице 6.10 в зависимости от вида и характеристик грунта.

6.8.8. Расчетное значение силы Frf, кН, для фундаментов, имеющих вертикальные грани, определяют по формуле

Frf = ∑ⁿj₌₁ Rfj Afj, (6.24)
​

где Rfj - расчетное сопротивление талых грунтов сдвигу по боковой поверхности фундамента j-м слое, кПа; допускается применять в соответствии с нормативными документами по проектированию свайных фундаментов;

Afj - площадь вертикальной поверхности сдвига j-м слое грунта ниже расчетной глубины промерзания, м2;
п - число слоев грунта.​

Таблица 6.10​

​

6.8.9. 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.

Примечание - Малозаглубленные фундаменты допускается применять для сооружений III уровня ответственности и малоэтажных зданий (раздел 8) при нормативной глубине промерзания не более 1,7 м.

6.8.10. Расчетные деформации морозного пучения грунтов основания, определяемые с учетом нагрузки от сооружения, не должны превышать предельных значений, которые допускается принимать как для набухающих грунтов (приложение Е).

6.8.11. Если расчетные деформации морозного пучения основания малозаглубленных фундаментов больше предельных или устойчивость фундаментов на действие сил морозного пучения недостаточна, кроме возможности изменения глубины заложения фундаментов, следует рассмотреть необходимость применения мероприятий, уменьшающих силы и деформации морозного пучения, а также глубину промерзания в соответствии с подразделом 5.8 (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.

В проекте оснований и фундаментов должны предусматриваться мероприятия, не допускающие увлажнения пучинистых грунтов основания, а также промораживания их в период строительства.

 

6.9. Закрепленные грунты

6.9.1. Закрепление грунтов производят в целях повышения их прочности и водонепроницаемости в основании строящихся или существующих сооружений.

Возможность и способ закрепления грунтов в основании существующих сооружений должны устанавливаться с учетом характера деформаций оснований и состояния конструкций сооружения (приложение В).

Массивы из закрепленного грунта (закрепленные массивы) могут быть использованы в качестве фундаментов и других заглубленных конструкций.

6.9.2. Для устройства закрепленных массивов в зависимости от их назначения и грунтовых условий применяют следующие способы:

• инъекционный, осуществляемый путем нагнетания в грунт химических или цементационных растворов с помощью инъекторов или в скважины (смолизация, силикатизация, цементация);
• буросмесительный (путем разработки и перемешивания грунта с цементом или цементными растворами в скважинах);
• термический (путем нагнетания в скважины высокотемпературных газов или с помощью электронагрева грунта).

Способ закрепления и рецептура растворов должны обеспечивать необходимые расчетные физико-механические характеристики закрепленного грунта и удовлетворять требованиям по охране окружающей среды.

6.9.3. Инъекционные способы закрепления грунтов следует применять в следующих грунтовых условиях:

• силикатизацию и смолизацию - в песках с коэффициентом фильтрации k - 0,5 ≤ k ≤ 80 м/сут;
• силикатизацию в просадочных грунтах при k ≥ 0,2 м/сут и степени влажности Sr ≤ 0,7;
• цементацию - в трещиноватых скальных грунтах с удельным водопоглощением не менее 0,01 л/мин·м2; в крупнообломочных грунтах при k ≥ 40 м/сут, а также для заполнения карстовых полостей и закрепления закарстованных пород.

6.9.4. Буросмесительный способ следует применять для закрепления илов независимо от их коэффициента фильтрации (в том числе при наличии слоев глин и суглинков с показателем текучести IL ≥ 0,5 или песков рыхлых и средней плотности), а также лессовых просадочных грунтов с числом пластичности от 0,02 до 0,15 в грунтовых условиях I типа по просадочности.

Применение буросмесительного способа закрепления грунтов допускается для сооружений III уровня ответственности.

6.9.5. Термический способ следует применять для закрепления лессовых просадочных грунтов со степенью влажности Sr ≤ 0,5.

6.9.6. Для силикатизации и смолизации используют в качестве крепителей водные растворы силиката натрия, карбамидные и другие синтетические смолы, в качестве отвердителей - неорганические или органические кислоты и соли, а также газы. Для регулирования процессов гелеобразования или предварительной обработки закрепленного грунта применяют рецептурные добавки.

6.9.7. Для цементации грунтов следует применять цементационные растворы (цементные, цементно-песчаные, цементно-глинистые, цементно-песчано-глинистые и др.), а также поризованные и вспененные растворы при необходимости с химическими добавками.

При наличии агрессивных подземных вод надлежит применять стойкие по отношению к ним цементы.

6.9.8. 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.

6.9.9. 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 (например, просадочных) следует учитывать дополнительно требования соответствующих разделов настоящего СП.

Основания, усиленные отдельными закрепленными массивами (столбами) диаметром от 0,6 до 1,0 м, должны проектироваться в соответствии с нормативными документами по свайным фундаментам.

6.9.10. При проектировании закрепления грунтов рекомендуется привлекать специализированные организации для решения вопросов о способе закрепления, составе растворов, о прочностных и деформационных свойствах закрепленных грунтов.

6.9.11. 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 - о прочностных и деформационных характеристиках (φз, cз, Rз, Eз).

6.9.12. 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 φз, cз, Eз песков принимать по таблице 6.11 в зависимости от прочности закрепленного грунта на одноосное сжатие Rз;
• 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 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 6.12 в зависимости от расчетного давления под подошвой фундамента и значения Rз;
• производят расчет закрепленного основания по предельным состояниям в соответствии с разделом 5. По результатам расчета производят корректировку геометрических размеров закрепленного грунта;
• назначают радиус закрепления грунта от инъектора (скважины) в зависимости от коэффициента фильтрации по таблице 6.13;
• 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.

Таблица 6.11​

​

Таблица 6.12​

​

Таблица 6.13​

​

6.9.13. Предельное давление нагнетания при закреплении грунтов инъекционными способами должно назначаться из условия исключения возможности разрывов сплошности закрепляемого грунта.

6.9.14. Последовательность создания закрепленного массива должна исключить возможность возникновения неравномерных осадок возводимого или существующих сооружений.

6.9.15. В проекте следует предусматривать на первоначальном этапе производства работ контроль соответствия физических параметров закрепленного грунта проектным.

 

6.10. Особенности проектирования основам 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 СНиП 2.01.09. 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 (γg = 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 в вертикальном направлении Е.

6.10.4. Расчетные сопротивления грунтов основания R должны определяться в соответствии с подразделом 5.5. При этом коэффициент условий работы γс2 в формуле (5.5) для сооружений жесткой конструктивной схемы, имеющих поэтажные и фундаментный пояса с замкнутым контуром, следует принимать по таблице 6.14; в остальных случаях γс2 = 1.

6.10.5. Значения коэффициента γс2 > 1 по таблице 6.14 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 γс2 > 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, а равнодействующая нагрузок не должна выходить за пределы ядра сечения подошвы фундамента.

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.

Таблица 6.14​

​

6.10.9. Расчет деформаций оснований допускается не производить в случаях, указанных в таблице 5.9, 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 указанных грунтов.

6.10.10. Для сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях, должны применяться фундаменты следующих конструктивных схем:

• жесткой (плитные, ленточные с железобетонными 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, деформативности грунтов оснований и пр.

Примечание - Для зданий повышенной этажности 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 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 на воздействие 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 эти фундаменты, а также заглубленные части стен должны передаваться на конструкции фундаментов, расположенные параллельно направлению рассматриваемого горизонтального перемещения грунта.

6.10.13. Фундаменты податливой конструктивной схемы на воздействие горизонтальных деформаций грунта должны рассчитываться 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 строительных свойств 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 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. Основания сооружений, возводимых на закарстованных территориях, должны проектироваться с учетом возможности образования поверхностных карстовых деформаций - провалов и оседаний и 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.

Параметры карстовых деформаций определяют расчетом с использованием вероятностно-статистических и (или) аналитических методов на основе анализа инженерно-геологических и гидрогеологических условий с учетом их возможных изменений за время эксплуатации сооружений.

6.11.3. При проектировании сооружений на закарстованных территориях следует предусматривать мероприятия, снижающие неблагоприятное воздействие карста 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.

6.11.4. 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 на примыкающих территориях.

6.11.5. Для сооружений III уровня ответственности допускается ограничиваться проведением наблюдений за режимом подземных вод, развитием карстовых процессов, состоянием основания и сооружения.

6.11.6. Конструктивные мероприятия могут осуществляться по жесткой и податливой схемам в зависимости от вида сооружения и степени карстовой опасности.

Увеличение жесткости и прочности надфундаментной части сооружений осуществляется за счет применения железобетонных и армированных поясов, тяжей и горизонтальных монолитных диафрагм, усилением несущих элементов конструкций армированными обоймами и рубашками, введением дополнительных связей в каркасных конструкциях.

Увеличение податливости сооружений достигается устройством в подземной части швов скольжения, введением шарнирных и податливых связей между элементами конструкций, снижением жесткости несущих конструкций и др.

6.11.7. Основные конструктивные элементы противокарстовой защиты сооружений следует предусматривать в подземной части 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.

6.11.8. Для обеспечения необходимой прочности возможно применение консольных удлинений фундаментов за пределы сооружений. Длину консоли определяют в зависимости от конструктивных решений фундаментов сооружения, а также параметров расчетного карстового провала.

6.11.9. 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 зависающими сваями, находящимися на участке образовавшегося провала под фундаментом.

6.11.10. При неглубоком залегании карстующихся грунтов допускается возводить сооружения на сваях, прорезающих эти грунты и заглубленных в ненарушенные грунты на глубину не менее 2 м.

При расчете свай необходимо учитывать дополнительные усилия, возникающие при перемещении обрушающихся грунтов надкарстовой толщи.

6.11.11. Основным расчетным параметром при проектировании противокарстовой защиты сооружений при карстовых провалах является расчетный диаметр карстового провала. Его определение производят с учетом физико-механических характеристик грунтов основания и нагрузки, передаваемой от сооружения на основание.

Основанием сооружений, возводимых на закарстованных территориях, принимают толщу грунтов, глубина которой не менее глубины сжимаемой толщи, и глубины расположения форм подземного карста, которые могут проявиться на земной поверхности.

6.11.12. При карстовых деформациях в виде оседания поверхности рекомендуется применять методику расчета сооружений на подрабатываемых территориях (подраздел 6.10) с учетом специфики карстовых деформаций, связанной с механизмом их проявления и продолжительностью.

6.11.13. 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.

6.11.14. 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 др.), залегающих над закарстованными грунтами, следует учитывать требования соответствующих разделов настоящего СП.

6.11.15. 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. Основания сооружений, возводимых на площадках сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов, должны проектироваться с учетом требований СНиП II-7.

В районах сейсмичностью менее 7 баллов основания следует проектировать без учета сейсмических воздействий.

Примечание - 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 СНиП 2.01.07, а также СНиП II-7.

Предварительные размеры фундаментов допускается определять расчетом оснований по деформациям на основное сочетание нагрузок (без учета сейсмических воздействий) согласно требованиям подраздела 5.5.

6.12.3. Расчет оснований по несущей способности выполняют на действие вертикальной составляющей внецентренной нагрузки, передаваемой фундаментом на грунт, исходя из условия

Nₐ ≤ γc,eq Nu,eq/γₙ, (6.25)
​

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;
γc,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 СНиП II-7;
γₙ - коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый по указаниям 5.6.2.​

Горизонтальную составляющую нагрузки Fₛₐ, кН, учитывают при расчете фундамента на сдвиг по подошве площадью А, м2, исходя из условия

Fₛₐ ≤ (γc,eq/γₙ)[Nₐ tg(φ₁ ― ∆φ) + c₁ A], (6.26)
​

где γc,eq, γₙ и Nₐ - то же, что и в формуле (6.25);

φ₁ и c₁ - расчетные значения угла внутреннего трения и удельного сцепления;
∆φ - принимают в зависимости от расчетной сейсмичности:

7 баллов - ∆φ = 2°, 8 баллов - ∆φ = 4°, 9 баллов - ∆φ = 7°.​

6.12.4. При расчете несущей способности оснований, испытывающих сейсмические колебания, ординаты эпюры предельного давления p₀ и рb, кПа, по краям подошвы фундамента (рисунок 6.10) определяют по формулам:

p₀ = ξq F₁ γ'₁ d + ξc (F₁ ― l)c₁ tgφ₁, (6.27)

рb = p₀ + ξγ γ₁ b(F₂ ― keqF₃), (6.28)
​

где ξq, ξc, ξγ - коэффициенты формы, определяемые по формулам (5.31), но без уменьшения длины l и ширины b подошвы фундамента на значения эксцентриситета нагрузок;

F₁, F₂ и F₃ - коэффициенты, определяемые по графикам рисунка 6.11 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения φ₁;
γ'₁ и γ₁ - 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.​

Примечание - В формуле (6.28) 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; (6.29)

eᵤ = b (pb - p₀ / 6 (pb + p₀), (6.30)
​

где Nₐ и Мₐ - 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 (6.27) и (6.28).​

Рисунок 6.10. - Эпюра предельного давления под подошвой фундамента при сейсмическом воздействии


Рисунок 6.11. - Графики определения коэффициентов F₁, F₂ и F₃
для расчета несущей способности оснований в условиях сейсмических воздействий
​

В зависимости от соотношения между значениями ea и eu вертикальную составляющую силы предельного сопротивления основания Nu,eq, кН, принимают:

• при eₐ ≤ eᵤ

Nu,eq = 0,5bl(pb + p0); (6.31)​

• 
  
  при eₐ > eᵤ​

Nu,eq = bl pb / (1 + 6eₐ/b). (6.32)
​

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;
• силу предельного сопротивления основания определяют для условного фундамента, размер подошвы которого в направлении действия момента равен размеру сжатой зоны bс = 1,5 (b - 2еₐ);
• 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, (6.33)
​

где Nₐ и eₐ - то же, что и в формуле (6.29), причем eₐ > b/6;

Значение pb определяют по формуле (6.28), но для фундамента, имеющего условную ширину bc.

При eₐ > b/6 формула (6.32) приобретает вид

Nu,eq = 0,5 bc l pb. (6.34)
​

6.12.7. Глубину заложения фундаментов в грунтах, относимых по их сейсмическим свойствам согласно СНиП II-7 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 без проведения предпостроечных мероприятий водонасыщенные грунты, способные к виброразжижению.

6.12.8. При невозможности заглубления фундаментов здания или отсека на одном уровне в дисперсных грунтах допустимую разность отметок ∆h подошвы соседних фундаментов определяют исходя из условия (12.3), в котором расчетное значение угла внутреннего трения грунта должно быть уменьшено на величину ∆φ, имеющую те же значения, что и в формуле (6.26).

Ленточные фундаменты примыкающих частей отсеков здания должны иметь одинаково 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) от стационарного оборудования с динамическими нагрузками, установленного в существующих и проектируемых сооружениях;

б) от автомобильного и железнодорожного транспорта и метрополитена;

в) от строительного оборудования;

г) от 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 ≤ γcd R, (6.35)​

где γcd - коэффициент условий работы грунтов основания при динамических воздействиях, принимаемый для мелких и пылеватых водонасыщенных песков и глинистых грунтов текучей консистенции γcd = 0,7; для всех остальных видов и состояний грунтов γcd = 1;

R - расчетное сопротивление грунта основания, кПа, определяемое в соответствии с требованиями 5.5.8.​

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 5.5, принимая при этом уменьшенные значения модулей деформации грунтов, которые должны определяться, как правило, по результатам испытаний.

6.13.5. Для расчета прочности несущих конструкций сооружений с учетом их усталости, а также для оценки выполнения требований санитарных норм необходимо проводить расчет колебаний сооружений при динамических воздействиях с учетом взаимодействия с основанием. 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 γg допускается принимать равным единице. Для массовых опор нормативные значения характеристик допускается принимать по таблицам приложения Г, причем значения cₙ, φₙ 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 γg для: плотности ρₗ γg = 1; угла внутреннего трения φₗγg = 1,1; удельного сцепления cₗ γg = 4 - в песках, γg = 2,4 - в супесях при IL ≤ 0,25, суглинках и глинах при IL ≤ 0,5; γg = 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 блоков фундаментов при их загружении сжимающими нагрузками следует принимать по приложению Е.

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 cosβ) ≤ γc R'₀ A₀, (7.1)
​

где Fₙ - нормативное значение выдергивающей силы, кН;

Gₙ - нормативное значение веса фундамента или плиты, кН;
β - угол наклона выдергивающей силы к вертикали, град.;
γc - коэффициент условий работы, определяемый в соответствии с 7.6;
R'₀ - расчетное сопротивление грунта обратной засыпки, кПа, принимаемое по таблице Д.10 приложения Д;
A₀ - площадь проекции верхней поверхности фундамента на плоскость, перпендикулярную линии действия выдергивающей силы, м2.​

7.6. Коэффициент условий работы γc в формуле (7.1) принимают равным: γc = γ₁γ₂γ₃γ₄, где γ₁ = 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 γ₁ определяют интерполяцией; γ₂ = 1,0 для нормального и γ₂ = 1,2 - для аварийного и монтажного режимов работы; γ₃ = 1,0; 0,8 и 0,7 - для опор соответственно: промежуточных прямых, промежуточных угловых, анкерных и анкерно-угловых, концевых, порталов распределительных устройств, специальных; γ₄ = 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 (5.5) при коэффициенте γc2 = 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 двух расчетов: при опрокидывании со сжатием и при опрокидывании с выдергиванием.

7.9. Основание и фундамент стоечной опоры должны удовлетворять требованиям расчета по деформациям

β ≤ βᵤ, (7.3)​

где β - угол поворота стойки на уровне поверхности грунта под воздействием горизонтальных сил и моментов, рад.;

βᵤ - предельно допустимое значение угла поворота, рад.​

Значение βᵤ при действии опрокидывающих нагрузок не должно превышать, как правило, 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 βᵤ ≤ 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 ― γf Gₙ cosβ) ≤ γc Fu,a/γₙ, (7.4)
​

где F - расчетное значение выдергивающей силы, кН;

γf - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый равным 0,9;
Gₙ - нормативное значение веса фундамента (плиты), кН;
β - угол наклона выдергивающей силы к вертикали, град.;
γc - коэффициент условий работы, принимаемый равным единице;
Fu,a - сила предельного сопротивления основания выдергиваемого фундамента, кН, определяемая по 7.11;
γₙ - 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 = γbf (Vbf ― Vf)cosβ + c₀[A₁ cos(φ₀ ― β/2) + A₂ cos(φ₀ + β/2) + 2A₃ cosφ₀], (7.5)
​

где γbf - 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 ϑi, равными:

• у нижней кромки ϑ₁ = φ₀ + β/2;
• у верхней кромки ϑ₂ = φ₀ ― β/2;
• у боковых кромок ϑ₃ = ϑ₄ = φ₀;

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);
c₀ и φ₀ - расчетные значения удельного сцепления, кПа, и угла внутреннего трения грунта обратной засыпки, град., принимаемые равными:​

c₀ = ηc₁; φ₀ = ηφ₁; (7.6)​

здесь c₁, φ₁ - расчетные значения соответственно удельного сцепления и угла внутреннего трения грунта природного сложения, определяемые в соответствии с 7.2;

η - коэффициент, принимаемый по таблице 7.1.​

Таблица 7.1​

​

7.12. При расчете по несущей способности оснований стоечной опоры заделка опоры считается устойчивой, если обеспечивается условие

FH ≤ γc2 FHu/γₙ, (7.7)
​

где FH - расчетная горизонтальная сила на отметке поверхности грунта, полученная в результате расчета опоры, кН;

γc2 - коэффициент условий работы закрепления, принимаемый по таблице 7.2;
FHu - предельная горизонтальная сила, приложенная на высоте Н, определяемая расчетом, кН;
γₙ - коэффициент надежности, принимаемый по 7.10.​

Таблица 7.2​

​

При расчете основания фундамента стоечной опоры все действующие на опору нагрузки каждого сочетания заменяют силами: поперечной FH, приложенной на высоте Н = M/FH от отметки поверхности земли, и вертикальной Fv, приложенной на отметке подошвы стойки. Нагрузки М, FH, и Fν 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 ≤ γc RA/γg, (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;

γc - 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;
γg - коэффициент надежности по грунту, равный 1,3.​

Таблица 7.3​

​

 

8. Особенности проектирования оснований и фундаментов малоэтажных зданий

8.1. Положения раздела распространяются на малоэтажные жилые и садовые дома, общественные здания, производственные сельскохозяйственные здания, гаражи и другие малоэтажные здания и сооружения.

Эти здания могут возводиться на малозаглубленных 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) и 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, устраиваемые в слое сезоннопромерзающего грунта.

Тип и 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 (ГОСТ 25100) основания 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 чрезмернопучинистых грунтах - из монолитного железобетона.​

8.9. Сборно-монолитные и монолитные фундаменты всех стен должны быть жестко связаны между собой и объединены в систему перекрестных лент.

8.10. При строительстве на сильно- и чрезмернопучинистых грунтах при недостаточной жесткости стен следует производить их усиление армированными или железобетонными поясами, устраиваемыми в уровне перекрытий и над проемами верхнего этажа.

8.11. Малозаглубленные столбчатые фундаменты на средне-, сильно- и чрезмернопучинистых грунтах должны быть связаны с 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 плитах, 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°. Допускается фундаменты 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 подземных сооружений

9.1. Подземные сооружения в зависимости от соотношения основных размеров подразделяют на линейные (протяженные) и компактные.

9.2. К подземным сооружениям, возводимым открытым способом, относят устраиваемые:

• в котлованах без ограждающих конструкций;
• в котлованах с использованием временных ограждающих конструкций (шпунтов, забирок, нагельных креплений и пр.) и постоянных ограждающих конструкций («стены в грунте», буросекущихся свай и пр.);
• в котлованах с использованием специальных способов строительства (замораживания грунтов, закрепления грунтов и пр.);
• способом опускного колодца.

9.3. Объемно-планировочные решения подземных сооружений должны учитывать конструктивные и технологические особенности устройства сооружения.

Конструктивные решения подземных сооружений должны обеспечивать их геометрическую неизменяемость, наиболее благоприятную статическую работу, устойчивость положения и формы, прочность.

9.4. Программа инженерно-геологических изысканий для проектирования подземных сооружений I уровня ответственности должна составляться с привлечением специализированных организаций.

9.5. При инженерно-геологических изысканиях должны быть выявлены и изучены:

• тектонические и закарстованные структуры, разрывные и складчатые нарушения;
• ожидаемые водопритоки 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 воздействия от существующих сооружений.

9.6. При строительстве подземных сооружений в котлованах с использованием постоянных ограждающих конструкций геологические скважины должны быть размещены по сетке не более 20×20 м или по трассе ограждающих конструкций не реже, чем через 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 устройства подземных сооружений без ограждающих конструкций глубина скважин должна быть не менее 1,5Hₖ + 5 м, где Hₖ - глубина котлована.

9.7. При проектировании подземных сооружений I уровня ответственности дополнительно к предусмотренным в 5.1.8 надлежит полевыми и лабораторными методами определять следующие физико-механические характеристики дисперсных и скальных грунтов:

• модуль деформации Е для первичной ветви нагружения и ветви вторичного нагружения Еₑ (см. 5.5.31). Вторичное (повторное) нагружение следует выполнять для тех же диапазонов напряжений, что и первичное;
• коэффициент поперечной деформации ν. Для подземных сооружений II и III уровней ответственности расчетные значения коэффициента ν допускается принимать в соответствии с 5.5.44;
• прочностные характеристики: угол внутреннего трения φ и удельное сцепление с, определяемые для условий, соответствующих всем этапам строительства и эксплуатации подземного сооружения;
• предел прочности на одноосное сжатие для скальных и искусственно замороженных грунтов;
• удельные нормальные и касательные силы морозного пучения σₕ и τₕ;
• коэффициент фильтрации k грунтов;
• классификационные характеристики массивов скальных пород: модуль трещиноватости Mj, показатель качества породы RQD, коэффициент выветрелости Kw (СНиП 2.02.02).

При обосновании изысканиями могут определяться по специальному заданию и другие физико-механические и классификационные характеристики грунтов.

9.8. При необходимости следует выполнять измерения напряжений в массивах горных пород и грунтов; опытные полевые работы по водопонижению, закреплению и замораживанию грунтов, устройству буросекущихся свай и «стены в грунте», а также геофизические и прочие исследования.

9.9. Расчеты и проектирование подземных сооружений в условиях существующей застройки следует выполнять как для обеспечения прочности и устойчивости самих возводимых сооружений, так и для сохранения существующей застройки и окружающей среды.

9.10. При проектировании подземных сооружений следует учитывать уровень их ответственности, а также ответственности сооружений, на которые может оказывать влияние подземное строительство в соответствии с ГОСТ 27751.

В том случае если в зону влияния проектируемого подземного сооружения попадает существующее сооружение более высокого уровня ответственности, уровень ответственности проектируемого сооружения должен быть повышен до уровня ответственности сооружения, на которое оказывается влияние.

9.11. Расчеты подземных сооружений по первой и второй группам предельных состояний должны выполняться в соответствии с разделом 5 и включать определения:

• несущей способности основания, устойчивости сооружения и его отдельных элементов;
• местной прочности скального основания;
• устойчивости склонов, примыкающих к сооружению, откосов, бортов котлованов;
• устойчивости ограждающих конструкций;
• внутренних усилий в ограждающих, распорных, анкерных и фундаментных конструкциях;
• фильтрационной прочности основания, давления подземных вод на конструкции подземного сооружения, фильтрационного расхода;
• деформаций системы «подземное сооружение-основание».

При выполнении расчетов следует учитывать возможные изменения гидрогеологических условий, а также физико-механических свойств грунтов с учетом промерзания и оттаивания, явлений просадок, пучения и набухания.

9.12. При проектировании подземных сооружений, перекрывающих частично или полностью 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.

Прогноз изменений гидрогеологического режима следует выполнять путем математического моделирования фильтрационных процессов численными методами.

9.13. При проектировании подземных сооружений в условиях существующей застройки следует выполнять геотехнический прогноз влияния строительства на изменение напряженно-деформированного состояния грунтового массива и деформации существующих сооружений.

Этот прогноз следует выполнять, как правило, путем математического моделирования с использованием нелинейных моделей грунтов численными методами.

9.14. При определении нагрузок и воздействий на основание и конструкции подземных сооружений к постоянным нагрузкам относят: вес строительных конструкций подземного или заглубленного сооружения и наземных сооружений, передающих нагрузку на него непосредственно или через грунт; давление грунтового массива, вмещающего сооружение, и подземных вод при установившейся фильтрации; усилия натяжения постоянных анкеров; распорные усилия и пр.

К временным длительным нагрузкам и воздействиям относят: вес стационарного оборудования подземных сооружений; давление подземных вод при неустановившемся режиме фильтрации; нагрузки от складируемых на поверхности грунта материалов; температурные технологические воздействия; усилия натяжения временных анкеров; нагрузки, обусловленные изменением влажности, усадкой и ползучестью материалов и пр.

К кратковременным нагрузкам и воздействиям относят: дополнительное давление грунтов, вызванное подвижными нагрузками, расположенными на поверхности грунта; температурные климатические воздействия и пр.

К особым нагрузкам и воздействиям относят: сейсмические воздействия; динамические воздействия от эксплуатируемых линий метрополитена, транспортных сооружений или промышленных объектов; воздействия, обусловленные деформациями основания при просадках, набухании и морозном пучении грунтов и др.

9.15. При проектировании подземных сооружений I и II уровней ответственности следует предусматривать проведение мониторинга (раздел 14).

Должны быть предусмотрены инженерные мероприятия, обеспечивающие экологическую защиту прилегающей территории от подтопления, загрязнения подземных вод промышленными и бытовыми стоками и пр., а также по защите близлежащих сооружений от недопустимых деформаций.

 

10. Особенности проектирования подпорных стен

10.1. Подпорные стены, в том числе служащие ограждениями котлованов, в зависимости от их конструкции классифицируют на:

• гравитационные, устойчивость которых обеспечивается собственным весом конструкций и грунта засыпки. К гравитационным относятся массивные, уголковые и ячеистые подпорные стены;
• гибкие, устойчивость которых обеспечивается заделкой в грунтовом массиве, анкерными и распорными конструкциями. К гибким относятся «стены в грунте», шпунтовые ограждения котлованов и ограждения из свай и профильных прокатных элементов;
• комбинированные, представляющие собой сочетание первого и второго видов.

10.2. Конструктивные схемы подпорных стен должны обеспечивать необходимую прочность, устойчивость и пространственную неизменяемость сооружения в целом, а также отдельных его элементов на всех стадиях возведения и эксплуатации.

10.3. При проектировании подпорных стен следует использовать указания раздела 9, а также учитывать:

• технологические особенности возведения и последовательность строительных операций;
• возможность использования анкерных или распорных конструкций;
• изменения физико-механических характеристик грунтов, связанные с процессами бурения, забивки и другими технологическими воздействиями;
• необходимость обеспечения требуемой водонепроницаемости конструкции;
• необходимость передачи на конструкцию вертикальных нагрузок;
• возможность применения конструктивных решений и мероприятий по снижению давлений на подпорные стены (разгружающих элементов, геотекстиля, армогрунта и пр.).

10.4. Расчеты подпорных стен и их оснований по первой группе предельных состояний должны включать проверку:

• устойчивости положения стены против сдвига, опрокидывания и поворота;
• устойчивости, несущей способности и прочности основания;
• прочности элементов конструкций и узлов соединения;
• несущей способности анкерных элементов по материалу и грунту;
• прочности и устойчивости распорных элементов;
• фильтрационной устойчивости основания.

Расчеты по второй группе предельных состояний должны предусматривать:

• расчеты системы «основание - подпорная конструкция» по деформациям;
• расчеты железобетонных элементов подпорной конструкции по трещиностойкости.

10.5. Для подпорных стен, устраиваемых способом «стена в грунте», следует выполнять расчет устойчивости стенок траншеи, заполненной тиксотропным раствором.

10.6. Для подпорных стен, устраиваемых из отдельно стоящих элементов, следует выполнять расчет прочности основания на продавливание грунта между элементами.

10.7. При выполнении расчетов гравитационных стен и консольных гибких подпорных стен, т.е. устраиваемых без использования анкерных и распорных элементов, допускается использовать методы теории предельного равновесия, в которых давление грунтов на конструкцию рассматривается как сумма заданной активной нагрузки и реактивного отпора основания.

Для расчетов гибких подпорных стен с анкерным или распорным креплением, а также комбинированных подпорных стен следует применять численные методы, использующие нелинейные модели сплошных сред или нелинейные контактные модели. При этом выбор модели взаимодействия подпорной стены с основанием и параметров модели должен зависеть от типа грунтов и конструктивных особенностей сооружения.

10.8. Глубину заложения подпорных стен определяют статическими расчетами.

При проектировании подпорных стен котлованов в водонасыщенных грунтах глубину заложения стены следует назначать с учетом возможности ее заделки в водоупорный слой с целью обеспечения производства работ по экскавации грунта без применения мероприятий по водоотливу или водопонижению.

10.9. При проектировании подпорных стен, устраиваемых с обратной засыпкой грунта, расчетные значения характеристик грунтов обратной засыпки (γ'ₗ, φ'ₗ, c'ₗ), уплотненных не менее чем до Kсот = 0,95 их плотности в природном сложении, допускается устанавливать по расчетным характеристикам тех же грунтов в природном сложении (γₗ, φₗ, cₗ), принимая γ'ₗ = 0,95γₗ ; φ'ₗ = 0,9φₗ ; c'ₗ = 0,5cₗ , при этом следует принимать c'ₗ не более 7 кПа.

10.10. При определении бокового давления грунта на подпорные стены и ограждения котлованов следует учитывать:

• внешние нагрузки и воздействия на грунтовый массив (нагрузки от складируемых материалов, от строительных механизмов, транспортные нагрузки на проезжей части, нагрузки, передаваемые фундаментами близрасположенных сооружений) и пр.;
• наклон граней подпорной 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 «стена - грунтовый массив»;
• деформационные характеристики подпорной стены, анкерных и распорных элементов;
• последовательность производства работ;
• возможность перебора грунта в процессе экскавации;
• дополнительные давления на подпорные стены, 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.

10.11. Силы трения и сцепления на контакте «стена - грунтовый массив» должны определяться в зависимости от значений прочностных характеристик грунта, гидрогеологических условий площадки, материала подпорной конструкции, технологии устройства стены.

Допускается принимать следующие расчетные значения прочностных характеристик на контакте «стена - грунтовый массив»:

• удельное сцепление ск = 0;
• угол трения грунта по материалу стены φк = γк φ, где φ - угол внутреннего трения грунта, γк - коэффициент условий работы, принимаемый по таблице 10.1.

Таблица 10.1​

​

10.12. Конструкции подпорных стен должны обеспечивать возможность устройства гидроизоляции в случае ее необходимости.

10.13. При проектировании подпорных стен с анкерными конструкциями расчетную несущую способность основания анкеров следует назначать после проведения не менее трех натурных испытаний анкеров (подраздел 13.10).

10.14. При наличии агрессивной среды следует учитывать требования СНиП 2.03.11.

10.15. При проектировании подпорных стен в пучинистых грунтах следует предусматривать противопучинные мероприятия:

• теплоизоляцию подпорной стены;
• понижение влагосодержания в пределах сезонно промерзающего слоя;
• обработку пучин истого грунта растворами, понижающими температуру его замерзания;
• повышение податливости конструкций подпорной стены.

10.16. В железобетонных подпорных стенах линейных подземных сооружений следует предусматривать устройство температурно-усадочных деформационных швов. Конструкция деформационных швов должна быть решена с учетом необходимости устройства гидроизоляции.

10.17. Грунтовые анкеры, используемые для крепления подпорных стен и ограждений котлованов, подразделяют на временные (со сроком работы до двух лет) и постоянные.

Проектирование анкеров должно основываться на результатах статических расчетов системы «стена - грунтовый массив», в которых должна быть определена осевая нагрузка на анкеры с учетом требуемого числа ярусов анкеров, их расположения, углов наклона анкеров к горизонту и углов отклонения анкеров в плане от нормали к стене.

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 контрольных испытаний анкеров и порядок их выполнения. Уточняют усилия, на которые должны быть напряжены анкеры, после проведения контрольных и приемочных испытаний.

 

11. Проектирование водопонижения и гидроизоляции

11.1. Водопонижение

11.1.1. Для защиты подземных сооружений и котлованов от подземных вод в периоды строительства и (или) эксплуатации применяют искусственное понижение уровня подземных вод с применением водоотлива, водопонизительных скважин, иглофильтров, электроосмоса и дренажа.

11.1.2. Выбор способов водопонижения должен учитывать конструктивные особенности и размеры сооружения, особенности 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 среду и существующие сооружения, сроки работ и др.

При проектировании водопонижения необходимо также учитывать возможное изменение режима подземных вод, условий поверхностного стока в строительный и эксплуатационный периоды, отведенные места сброса подземных вод и их химический состав.

11.1.3. При водопонижении должны быть предусмотрены меры, 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 экологических условий.

11.1.4. При проектировании дренажа, водопонизительных скважин и иглофильтров, а также при расчетах водопонижения, определении необходимости опытного (пробного) водопонижения, требуемых наблюдений и устройств для них и мероприятий по охране окружающей среды следует, кроме требований настоящего раздела, учитывать требования СНиП 2.06.14.

11.1.5. Требуемое понижение уровня подземных вод следует определять:

• в водоносных слоях, содержащих безнапорные воды, в зависимости от допустимого повышения уровня воды за время аварийного отключения водопонизительной системы (см. 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).

11.1.6. При проектировании строительного водопонижения следует предусматривать максимально возможное использование устройств водопонизительных систем, предназначенных для эксплуатационного периода.

11.1.7. Водоотлив из котлованов и траншей следует применять в системах строительного водопонижения.

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 их откачкой на поверхность. Канавки и зумпфы, как правило, следует располагать за пределами основания сооружения. При необходимости их расположения в пределах основания 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.

11.1.8. Водопонизительные скважины (открытые и герметические, оборудованные насосами, самоизливающиеся и водопоглощающие) следует предусматривать при глубоком понижении уровня подземных вод или для снятия напор подземных вод в грунтах с коэффициентом фильтрации более 2 м/сут. Этот способ водопонижения применяют как для строительного, так и для эксплуатационного периодов.

11.1.9. Иглофильтры следует применять, как правило, в системах строительного водопонижения в грунтах, имеющих коэффициент фильтрации от 1 до 50 м/сут, а при вакуумном водопонижении иглофильтры применяют грунтах с коэффициентом фильтрации от 0 до 2 м/сут.

11.1.10. Электроосушение (электроосмос) следует применять в слабопроницаемых грунтах, имеющих коэффициенты фильтрации менее 0,1 м/сут.

11.1.11. Расчеты водопонижения следует производить для установившегося режима фильтрации во всех случаях, а для неустановившегося режима в период формирования депрессионной воронки - от начала откачки до установившегося режима.

Для условий неоднородного фильтрационного потока и при сложном очертании контуров питания и водоприемного фронта расчет водопонизительных систем следует производить с использованием моделирования или других специальных методов.

11.1.12. При понижении уровня подземных вод более чем на 2 м, особенно в слабых глинистых грунтах, торфах и илах необходимо производить расчет ожидаемых осадок 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 и снижение его с низовой стороны. В этом случае необходимо предусмотреть мероприятия по устранению неблагоприятных последствий барражного эффекта (дренаж, противофильтрационные завесы и др.).

11.1.13. Воды от водопонизительных систем при невозможности их использования следу отводить, как правило, самотеком в существующие водостоки или отведенные места сброса.

Максимально 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.

11.1.14. В случае невозможности отвода воды самотеком необходимо предусматривать специальные насосные станции с резервуарами, при проектировании которых следует руководствоваться требованиями СНиП 2.04.03, а при использовании откачиваемой воды для водоснабжения - СНиП 2.04.02.

Дренажи​

11.1.15. Дренажи подразделяют на общие (головной, береговой, отсечной и систематический) и местные (локальные) (кольцевой, пристенный и пластовый).

11.1.16. Дренирование грунтового массива следует предусматривать 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 не должно быть сырости;
• при опасности всплытия сооружения, когда взвешивающая сила превышает массу сооружения.

11.1.17. При общем понижении уровня подземных вод на территории отметку пониженного уровня следует назначать на 0,5 м ниже полов подвалов, технических подполий, каналов для коммуникаций и других подземных сооружений.

11.1.18. Траншейный дренаж допускается устраивать на свободных от застройки территориях. Закрытый беструбчатый дренаж (траншеи, заполненные фильтрующим материалом) следует предусматривать, как правило, для кратковременной эксплуатации (на оползневых склонах в период осуществления мероприятий по их стабилизации, в котловане в период строительства сооружения и т.п.).

11.1.19. Трубчатый дренаж следует предусматривать в грунтах с коэффициентом фильтрации 2 м/сут и более. Допускается его применение и при коэффициенте фильтрации менее 2 м/сут в строительном водопонижении и в сопутствующих дренажах тоннелей, каналов и других устройств для коммуникаций, если опытным путем доказана его эффективность.

11.1.20. Устройство дренажей в виде подземных галерей (проходных и полупроходных) допускается:

• при возможности выполнить дренаж только подземным способом;
• при их использовании для периода эксплуатации сооружения (особенно в случаях, когда переустройство или ремонт дренажа невозможны или затруднительны);
• в инженерно-геологических условиях, где их применение экономически эффективно.

11.1.21. Вакуумный дренаж следует применять в грунтах с коэффициентом фильтрации менее 2 м/сут.

11.1.22. При проектировании дренажей следует учитывать положения настоящего раздела, СНиП 2.06.14 и СНиП 2.06.15.

При выборе системы дренирования необходимо учитывать причины подтопления (подраздел 5.4).

11.1.23. Расчет дренажей должен включать фильтрационные расчеты (приток и положение сниженного уровня подземных вод), гидравлические расчеты (пропуск каптированных подземных вод через сооружения дренажа) и подбор песчано-гравийных обсыпок (СНиП 2.06.14).

11.1.24. При назначении конструктивных параметров дренажей следует обеспечить их водозахватную и водопропускную способность, достаточную прочность при воздействии внешних статических и динамических нагрузок и агрессивности подземных вод.

11.1.25. Продольные уклоны дренажей должны обеспечить скорость воды в трубах, при которой не происходит их заиливание. Для глинистых грунтов рекомендуется принимать уклон не менее 0,002, а для песков - не менее 0,003.

11.1.26. Трубчатый дренаж следует проектировать из асбестоцементных (в большинстве случаев), керамических, бетонных, железобетонных, чугунных и пластмассовых труб. В агрессивных водах следует применять пластмассовые, керамические и чугунные трубы.

11.1.27. Дренаж должен сооружаться в сухих или осушенных грунтах и его следует закладывать ниже расчетной глубины промерзания грунта.

11.1.28. Для обеспечения фильтрационной способности трубчатых дренажей, а также дренажных галерей предусматривают обсыпку из дренирующих материалов (щебня, гравия, песка или их смесей). Для дренажных галерей может быть применена также специальная отделка (крепь) из пористого бетона с устройством «фильтровых окон». Подбор состава обсыпок, числа слоев (один или два) и их толщины производят в зависимости от типа фильтра и состава дренируемых грунтов.

Возможно применение конструкций дренажей типа «Delta» и других из современных материалов, в том числе из геокомпозитов, обеспечивающих водоотводящую и защитную функции.

11.1.29. Пластовый дренаж следует предусматривать двухслойным в глинистых или слабопроницаемых песках и однослойным - в скальных или полускальных грунтах. Минимальная толщина песчаного слоя должна быть 100 мм, а гравийного - 150 мм.

Поверхность дна котлована, спланированного под укладку материала пластового дренажа, должна иметь уклон 0,005 - 0,010 в сторону контурных трубчатых дрен, расположенных по периметру сооружения.

11.1.30. Конструктивной частью пластового дренажа является пристенный дренаж, устраиваемый в слабопроницаемых и слоистых грунтах при отсутствии подземных вод на уровне подземной части сооружения. Пристенный дренаж отсыпается из песка с коэффициентом фильтрации не менее 5 м/сут и толщиной не менее 0,3 м или устраивается из рулонных искусственных материалов.

11.2. Гидроизоляция

11.2.1. Конструкция и вид гидроизоляции должны выбираться в зависимости от: назначения и конструктивных особенностей сооружения, материала изолируемых конструкций и их трещиностойкости, категории сооружения по степени сухости, химических свойств и характера воздействия на него подземных и техногенных вод, инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки, требуемой долговечности, ремонтопригодности, экологических свойств гидроизоляции и т.д.

При проектировании гидроизоляции следует учитывать, что водонепроницаемость подземных сооружений может быть обеспечена применением плотного монолитного бетона специального состава с пластифицирующими и водоотталкивающими добавками.

11.2.2. Гидроизоляцию подразделяют:

• по долговечности - на временную и постоянную;
• по воздействию на нее воды (жидкости) или газа - на работающую под напором (давлением) и без напора (от капиллярного подсоса);
• по расположению в сооружении - на вертикальную, горизонтальную и наклонную; наружную и внутреннюю; в швах (деформационных, температурных и технологических);
• по назначению - на антифильтрационную и герметизирующую для предотвращения поступления фильтрующей жидкости внутрь или наружу защищаемого контура; пароизоляционную; антикоррозийную и многофункциональную;
• по способу устройства - на окрасочную пропиточную, штукатурную, оклеечную, литую, засыпную, монтируемую и инъекционную;
• по принципу работы материала изоляции - на проникающую и разбухающую (расширяющуюся);
• по характеру работы - на «прижимную» и работающую на «отрыв»;
• по виду материала - на цементную, асфальтовую, битумную, из бентонитовой глины, металлическую, полимерную, а также из современных материалов на основе органических и минеральных вяжущих и геосинтетиков.

11.2.3. При выборе материала гидроизоляции в зависимости от ее назначения следует учитывать основные физико-механические свойства, характеризующие гидроизоляционные покрытия и материалы.

11.2.4. При расчетах гидроизоляции характеристики фильтрационного потока, как правило, следует определять, рассматривая плоскую задачу. Для уникальных сооружений и в сложных инженерно-геологических условиях стройплощадки следует рассматривать пространственную задачу.

11.2.5. При проектировании в зависимости от конструкции, назначения и уровня ответственности сооружения следует проводиться дующие расчеты гидроизоляции:

• прочности на допускаемое давление, предела прочности при сдвиге, относительного удлинения при разрыве, адгезии, сопротивления трению, прочности к ударным нагрузкам и т.п.;
• устойчивости при воздействии положительных и отрицательных температур;
• пароизоляционного покрытия;
• срока службы;
• уплотнений и компенсаторов в деформационных, температурных и технологических швах.

11.2.6. Для защиты от капиллярной влаги фундаментов бесподвальных зданий следует укладывать горизонтальный гидроизоляционный слой. Он должен укладываться выше уровня тротуара или отмостки.

В зданиях с подвалами изоляцию от капиллярной сырости устраивают из двух горизонтальных слоев: в уровне пола подвала и над уровнем тротуара, а также с защитой наружной вертикальной поверхности стены гидроизоляцией.

Вертикальную гидроизоляцию наружных стен следует во всех случаях поднимать выше на 0,5 м наибольшего прогнозируемого уровня подземных вод.

11.2.7. Для стен подземных сооружений необходимо предусматривать устройство гидроизоляции, допускающей осадку стен, усадку и набухание бетона, возможные перепады температуры, без нарушения ее сплошности.

11.2.8. Конструкция узлов при прохождении коммуникаций через гидроизоляцию должна обеспечить герметичность. Все трубопроводы должны быть металлическими.

11.2.9. Для восстановления нарушенной гидроизоляции эксплуатируемых сооружений могут быть использованы фильтрационные завесы и экраны, устраиваемые путем нагнетания в грунт через инъекторы раствора битума, жидкого стекла, петролатума, различных смол.

 

12. Проектирование фундаментов

12.1. Общие положения

12.1.1. Фундаменты подразделяют на столбчатые (отдельные) - под колонны или рандбалки, ленточные, прерывистые и щелевые - под стены или ряды колонн, и плитные (сплошные) - под здание или его часть.

12.1.2. В качестве материала фундамента применяют железобетон, бетон, природные камни, кирпич. Для зданий и сооружений III уровня ответственности при соответствующем обосновании допустимо использование легкого бетона, цементогрунта и др.

12.1.3. Для бетонных и железобетонных фундаментов следует применять конструкционные бетоны, соответствующие ГОСТ 25192:

• тяжелый средней плотности от 2200 до 2500 кг/м3;
• мелкозернистый средней плотности свыше 1800 кг/м3.

Применяемые бетоны должны удовлетворять требованиям морозостойкости.

12.1.4. Конструкции фундаментов должны удовлетворять требованиям расчета по несущей способности (предельные состояния первой группы: продавливание, изгиб и т.д.) и по пригодности к нормальной эксплуатации (предельные состояния второй группы: образование и раскрытие трещин). Расчеты следует выполнять в соответствии с указаниями СНиП 52-01 и СНиП II-22.

12.1.5. Расчет конструкций фундаментов, а также отдельных их элементов должен производиться для всех стадий - изготовления, транспортирования, возведения и эксплуатации.

При расчете элементов сборных фундаментов на воздействие усилий, возникающих при их подъеме, транспортировании и монтаже, нагрузку от веса элемента следует вводить с коэффициентом динамичности, равным 1,6.

Для стадий возведения и эксплуатации должны рассматриваться расчетные ситуации:

• до приобретения бетоном или раствором заданной прочности - на воздействие веса материала и других нагрузок, действующих на соответствующих этапах возведения;
• после приобретения бетоном или раствором заданной прочности - на воздействие нагрузок, действующих на последующих этапах возведения и при эксплуатации фундамента.

12.1.6. Бетонные и каменные материалы применяют в фундаментах (или их элементах), работающих на сжатие, при эксцентриситетах продольной силы, не превышающих 0,8у для основных сочетаний нагрузок и 0,85 - для особых сочетаний нагрузок (у - расстояние от центра тяжести сечения до наиболее сжатого волокна сечения), при этом расстояние от точки приложения равнодействующей усилий до наиболее сжатого волокна сечения должно быть не менее 2 см.

12.1.7. При расчете по прочности элементов фундаментов на действие центральной сжимающей силы должен учитываться случайный эксцентриситет, принимаемый равным 2 см для бетонных и железобетонных конструкций и 3 см - для конструкций из каменной кладки.

12.1.8. Ширина раскрытия трещин в железобетонных фундаментах исходя из требования обеспечения сохранности арматуры классов А240 (A-I), А300 (А-II) и А400 (A-III) не должна превышать 0,3 мм выше уровня подземных вод и 0,2 мм - ниже уровня подземных вод или при переменном уровне подземных вод.

12.2. Глубина заложения фундаментов

12.2.1. Глубина заложения фундаментов должна приниматься с учетом:

• назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения, нагрузок и воздействий на его фундаменты;
• глубины заложения фундаментов примыкающих сооружений, а также глубины прокладки инженерных коммуникаций;
• существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории;
• инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-механических свойств грунтов, характера напластований, наличия слоев, склонных к скольжению, карманов выветривания, карстовых полостей и пр.);
• гидрогеологических условий площадки и возможных их изменений в процессе строительства и эксплуатации сооружения;
• глубины сезонного промерзания грунтов.

Выбор оптимальной глубины заложения фундаментов в зависимости от учета указанных выше условий рекомендуется выполнять на основе технико-экономического сравнения различных вариантов.

При использовании результатов наблюдений за фактической глубиной промерзания следует учитывать, что она должна определяться по температуре, характеризующей согласно ГОСТ 25100 переход пластичномерзлого грунта в твердомерзлый грунт.

12.2.3. Нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn, м, при отсутствии данных многолетних наблюдений следует определять на основе теплотехнических расчетов. Для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нормативное значение допускается определять по формуле

dfn = d₀√(Mₜ), (12.1)
​

где Mₜ - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по СНиП 23-01, а при отсутствии в нем данных для конкретного пункта или района строительства - по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях с районом строительства;

d₀ - величина, принимаемая равной для суглинков и глин 0,23 м; супесей, песков мелких и пылеватых - 0,28 м; песков гравелистых, крупных и средней крупности - 0,30 м; крупнообломочных грунтов - 0,34 м.​

Значение d₀ для грунтов неоднородного сложения определяют как средневзвешенное в пределах глубины промерзания.

Нормативная глубина промерзания грунта в районах, где dfn > 2,5 м, а также в горных районах (где резко изменяются рельеф местности, инженерно-геологические и климатические условия), должна определяться теплотехническим расчетом в соответствии с требованиями СНиП 2.02.04.

12.2.4. Расчетную глубину сезонного промерзания грунта df, м, определяют по формуле

df = kₕ dfn, (12.2)
​

где dfn - нормативная глубина промерзания, м, определяемая по 12.2.2 и 12.2.3;

kₕ - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений - по таблице 12.1; для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений kₕ = 1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой.​

Примечания
1. В районах с отрицательной среднегодовой температурой расчетная глубина промерзания грунта для неотапливаемых сооружений должна определяться теплотехническим расчетом в соответствии с требованиями СНиП 2.02.04. Расчетная глубина промерзания должна определяться теплотехническим расчетом и в случае применения постоянной теплозащиты основания, а также если тепловой режим проектируемого сооружения может существенно влиять на температуру грунтов (холодильники, котельные и т.п.).
2. Для зданий с нерегулярным отоплением при определении kₕ за расчетную температуру воздуха принимают ее среднесуточное значение с учетом длительности отапливаемого и неотапливаемого периодов суток.

12.2.5. Глубина заложения фундаментов отапливаемых сооружений по условиям недопущения морозного пучения грунтов основания должна назначаться:

• для наружных фундаментов (от уровня планировки) по таблице 12.2;
• для внутренних фундаментов - независимо от расчетной глубины промерзания грунтов.

Глубину заложения наружных фундаментов допускается назначать независимо от расчетной глубины промерзания, если:

• фундаменты опираются на мелкие пески и специальными исследованиями на данной площадке установлено, что они не имеют пучинистых свойств, а также в случаях когда специальными исследованиями и расчетами установлено, что деформации грунтов основания при их промерзании и оттаивании не нарушают эксплуатационную пригодность сооружения;
• предусмотрены специальные теплотехнические мероприятия, исключающие промерзание грунтов.

12.2.6. Глубину заложения наружных и внутренних фундаментов отапливаемых сооружений с холодными подвалами и техническими подпольями (имеющими отрицательную температуру в зимний период) следует принимать по таблице 12.2, считая от пола подвала или технического подполья.

Таблица 12.1​

​

Таблица 12.2​

​

При наличии в холодном подвале (техническом подполье) отапливаемого сооружения отрицательной среднезимней температуры глубину заложения внутренних фундаментов принимают по таблице 12.2 в зависимости от расчетной глубины промерзания грунта, определяемой по формуле (12.2) при коэффициенте kₕ = 1. При этом нормативную глубину промерзания, считая от пола подвала, определяют расчетом по 12.2.3 с учетом среднезимней температуры воздуха в подвале.

Глубину заложения наружных фундаментов отапливаемых сооружений с холодным подвалом (техническим подпольем) принимают наибольшей из значений глубины заложения внутренних фундаментов и расчетной глубины промерзания грунта с коэффициентом kₕ = 1, считая от уровня планировки.

12.2.7. Глубина заложения наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений должна назначаться по таблице 12.2, при этом глубина исчисляется: при отсутствии подвала или технического подполья - от уровня планировки, а при их наличии - от пола подвала или технического подполья.

12.2.8. В проекте оснований и фундаментов должны предусматриваться мероприятия, не допускающие увлажнения грунтов основания, а также промораживания их в период строительства.

12.2.9. При проектировании сооружений уровень подземных вод должен приниматься с учетом его прогнозирования на период эксплуатации сооружения по подразделу 5.4 и влияния на него водопонижающих мероприятий, если они предусмотрены проектом.

12.2.10. Фундаменты сооружения или его отсека должны закладываться на одном уровне. При необходимости заложения соседних фундаментов на разных отметках их допустимую разность ∆h, м, определяют исходя из условия

∆h ≤ a (tgφ₁ + c₁/p), (12.3)​

где а - расстояние между фундаментами в свету, м;

φ₁, c₁ - расчетные значения угла внутреннего трения, град., и удельного сцепления, кПа;
p - среднее давление под подошвой вышерасположенного фундамента от расчетных нагрузок (для расчета основания по несущей способности), кПа.​

 

12.3. Расчет столбчатых фундаментов

12.3.1. Расчет прочности столбчатых фундаментов включает определение размеров плитной части, определение размеров ступеней, определение сечения арматуры плитной части. Расчет по второй группе предельных состояний включает расчет по образованию и раскрытию трещин.

12.3.2. Расчет фундаментов производят с учетом реактивного давления грунта p, кПа, определяемого по формуле

p = N/A ± Mₓ y/Iₓ ± Мᵧ x / Iᵧ, (12.4)​

где N - расчетная вертикальная сила, кН;

Mₓ, Мᵧ - расчетные моменты относительно осей фундамента х и у, кН·м;
Iₓ, Iᵧ - моменты инерции подошвы фундамента относительно х и у, м4;
x, у, z - координаты (рисунок 12.1).​

12.3.3. Фундаменты рекомендуется проектировать для условий выполнения работ нулевого цикла до устройства колонн: отметку верха фундаментов принимают на 150 мм ниже отметки чистого пола зданий.

Высоту фундамента назначают по условиям заглубления или условиям заделки колонн; высоту плитной части фундамента назначают по расчету. При высоте фундамента больше высоты плитной части, требуемой по расчету, увеличение высоты фундамента производят за счет подколонника.

Рисунок 12.1. - Эпюра давления на грунт внецентренно нагруженного
фундамента при действии моментов относительно двух осей
​

12.3.4. Форму отдельных фундаментов в плане при центральной нагрузке рекомендуется принимать квадратную, если этому не препятствуют фундаменты соседних зданий, подземные сооружения, фундаменты под оборудование и т.п.

При внецентренной нагрузке фундамент рекомендуется принимать прямоугольной формы с соотношением сторон прямоугольной подошвы фундамента от 0,6 до 0,85.

12.3.5. Монолитные фундаменты под сборные и монолитные железобетонные колонны рекомендуется проектировать с плитной частью ступенчатого типа. Размеры в плане подошвы фундамента, ступеней, подколонника рекомендуется принимать кратными 0,30 м.

Высоту ступеней рекомендуется принимать равной 0,30, 0,45, а при большой высоте плитной части фундамента - 0,60 м.

Высоту фундамента рекомендуется принимать кратной 0,30 м.

12.4. Расчет ленточных и прерывистых фундаментов

12.4.1. Ленточные и прерывистые фундаменты наружных стен сооружений с подвалами рассчитывают с учетом горизонтального давления грунта.

12.4.2. Расчет фундаментов производят по сечению, проходящему по краю фундаментной стены, а при ступенчатой форме фундамента - и по грани ступени.

Расчетные усилия на единицу длины (изгибающий момент М, кН·м/м и поперечную силу Q, кН/м), в сечении фундамента при центральной нагрузке определяют по формулам:

М = ра²/2, (12.5)

Q = pa, (12.6)​

где р - среднее давление по подошве фундамента, кПа;

а - вылет консоли фундамента, м.​

При внецентренной нагрузке (рисунок 12.2) расчетные усилия в сечении на единицу длины фундамента определяют по формулам:

М = а²(2pmax + р₁)/6; (12.7)

Q = a(pmax + p₁)/2, (12.8)​

где pmax и p₁ - давления от расчетных нагрузок, кПа, передаваемые на грунт под краем фундамента и в расчетном сечении;

М - то же, что и в формуле (12.5);
Q - то же, что и в формуле (12.6).​

Рисунок 12.2. - К расчету ленточного фундамента
​

12.5. Расчет плитных фундаментов

12.5.1. Расчет плитных фундаментов и их оснований рекомендуется выполнять с учетом последовательности возведения сооружения, технологии и последовательности бетонирования плиты.

12.5.2. При расчете плитных фундаментов и их оснований следует учитывать взаимодействие грунта основания, плитного фундамента и надфундаментных конструкций. Допускается учитывать в расчете жесткость только нижних этажей сооружения.

12.5.3. При расчете совместной деформации основания и плитного фундамента нагрузки на плиту допускается определять без учета их перераспределения надфундаментной конструкцией и принимать в соответствии со статической схемой сооружения.

12.5.4. Расчет внутренних усилий в системе «основание-фундамент-сооружение» допускается выполнять с использованием программ расчета сооружения на основании, характеризуемом переменным в плане коэффициентом жесткости (коэффициентом постели). При этом переменный в плане коэффициент постели должен назначаться с учетом неоднородности в плане и по глубине и распределительной способности основания. Этот коэффициент может определяться заранее или в процессе последовательных приближений на основе линейной или нелинейной модели основания. Процесс последовательных приближений включает следующие шаги:

1. задание начального распределения коэффициента постели;
2. расчет совместных перемещений сооружения, плитного фундамента и основания с принятым распределением коэффициента постели k(x, у) при действии заданных нагрузок и определение контактных давлений p(x, y);
3. определение осадок основания w(x, y) с использованием принятой линейной или нелинейной модели основания, а также следующего приближения для коэффициента постели​
   
   k(x, y) = p(x, y) / w(x, y); (12.9)​
4. повторение шагов 2) и 3) до достижения сходимости по контрольному параметру (например, по коэффициенту постели).

12.5.5. Рекомендуется выбирать наиболее неблагоприятные значения параметров жесткости основания и модели основания для каждого расчета (в частности, расчет сечения верхней арматуры производить при постоянном коэффициенте постели, а нижней - при переменном).

 

12.6. Расчет стен подвалов

12.6.1. Расчет стен подвалов производят с учетом нагрузок от наземных конструкций и давления грунта. Давление грунта на стены подвалов определяют в соответствии с разделами 9, 10 с учетом временной нагрузки на прилегающей к подвалу территории. При отсутствии данных о временной нагрузке она может быть принята равномерной с интенсивностью 10 кПа.

Расчет стен подвалов производят с использованием модели балочной плиты. При расчете следует принимать ее защемление на уровне сопряжения с фундаментом и шарнирные соединения в уровнях опирания перекрытий подвальных этажей.

12.6.2. Значение горизонтального давления грунта σ, кПа, на стену подвала на глубине z, м, определяют по формуле

σ = γzλₐ + qλₐ ― 2c√λₐ, (12.10)
​

где γ и с - средневзвешенные в пределах глубины подвала значения удельного веса, кН/м3, и удельного сцепления грунта, кПа, определяемые с учетом группы предельных состояний и нарушенного сложения грунта;

q - равномерная нагрузка на горизонтальной поверхности грунта, кПа;
λₐ - коэффициент, определяемый по формуле​

λₐ = tg²(45° ― φ/2), (12.11)
​

где φ - средневзвешенный в пределах глубины подвала угол внутреннего трения, град., определяемый с учетом группы предельных состояний и нарушенного сложения грунта.

Значение σ не может быть отрицательным.

12.7. Фундаменты в вытрамбованных котлованах

12.7.1. Фундаменты в вытрамбованных котлованах подразделяют на:

• мелкого заложения при dₚ/bₘ ≤ 1,5;
• удлиненные при dₚ/bₘ > 1,5, где dₚ - высота фундамента, а bₘ - ширина фундамента в средней его части (рисунок 12.3);
• столбчатые (при расстояниях в свету поверху между фундаментами amin ≥ 2bₘ) и ленточные (при amin < 2bₘ);
• по способу устройства: без уширения основания с плоской или заостренной подошвой и с уширением основания.

12.7.2. Фундаменты в вытрамбованных котлованах применяют на глинистых грунтах, в том числе просадочных типа I по просадочности, с числом пластичности Iₚ ≥ 0,03 при плотности сухого грунта ρd ≤ 1,6 г/см3 и при степени влажности Sᵣ ≤ 0,75 для фундаментов мелкого заложения и Sᵣ ≤ 0,65 для удлиненных фундаментов.

а - фундамент мелкого заложения с плоской подошвой; б - удлиненный фундамент с уширенным основанием;
1 - фундамент; 2 - втрамбованный жесткий материал; 3 - уплотненная зона

Рисунок 12.3. - Фундаменты в вытрамбованных котлованах
​

При обосновании возможно применение фундаментов в вытрамбованных котлованах и при других видах грунтов.

12.7.3. Рекомендуется применять следующие виды фундаментов в вытрамбованных котлованах:

• столбчатые - для каркасных зданий при вертикальной нагрузке до 3000 кН, при этом при нагрузках свыше 500 кН рекомендуется применять фундаменты с уширенным основанием;
• ленточные и столбчатые - для бескаркасных зданий при нагрузке до 300 кН/м.

12.7.4. Проект фундаментов в вытрамбованных котлованах должен содержать: размеры, форму и массу трамбовки, высоту ее сбрасывания и число ударов для вытрамбовывания на заданную глубину; влажность грунта; объем жесткого материала (бетона, щебня, песчано-гравийной смеси и т.п.); характеристики уплотненных грунтов и размер уплотненной зоны; минимально допустимые расстояния между котлованами ленточного фундамента.

12.7.5. Минимально допустимые расстояния в свету поверху между отдельными котлованами ленточных фундаментов amin принимают:

• при последовательном вытрамбовывании котлованов в один этап amin = 0,8bₘ;
• при вытрамбовывании котлованов и бетонировании фундаментов в два этапа, т.е. через один фундамент, amin = 0,5bₘ;

Расстояние в осях между соседними фундаментами с уширенным основанием должно быть не менее 3bₘ.

12.7.6. Минимальную глубину вытрамбованных котлованов dp,min, м, для фундаментов мелкого заложения без уширения основания определяют по формуле

dp,min = 1,2hₛ(1 ― ρd/ρd,s), (12.12)
​

где hₛ - максимальная толщина уплотненного слоя под дном котлована, м, принимаемая по 12.7.7;

ρd и ρd,s - среднее значение плотности сухого грунта в пределах уплотненного слоя соответственно до уплотнения и после уплотнения, т/м3.​

Значение ρd,s, т/м3, определяют по формуле

ρd,s = 0,5[ρd + Sᵣ ρₛ ρw/(Sᵣ ρw + wρₛ)], (12.13)
​

где ρd - то же, что и в формуле (12.12);

ρₛ - плотность частиц грунта, т/м3;
Sᵣ - степень влажности уплотненного грунта, принимаемая равной 0,9;
w - влажность грунта, доли единицы;
ρw - плотность воды, равная 1 т/м3.​

Для фундаментов с уширенным основанием минимальную глубину вытрамбованного котлована принимают dp,min ≥ 2bₘ.

12.7.7. Толщину уплотненного слоя hₛ под фундаментами в вытрамбованных котлованах без уширения основания принимают равной 1,5bₘ; ширину уплотненной зоны на глубине (0,15 ― 0,25)bₘ ― 2bₘ.

12.7.8. Высоту сбрасывания трамбовок принимают в диапазоне 4-8 м.

Число ударов трамбовки nᵢₘ для получения заданной глубины определяют по формуле

nᵢₘ = dₚ / ηw sᵢₘ, (12.14)​

где dₚ - заданная глубина вытрамбованного котлована (высота фундамента), см;

ηw - коэффициент, учитывающий состояние грунта по влажности;
sᵢₘ - среднее значение понижения дна котлована за один удар трамбовки, см.
​

Коэффициент ηw принимают равным: 1 при вытрамбовывании котлованов в грунтах с влажностью, близкой к оптимальной и 0,7 - при влажности на 0,03 - 0,05 менее оптимальной.

Для трамбовок с плоским основанием величину sᵢₘ принимают равной 10 см при площади основания меньше 1 м2, 8 см - при площади основания 1 - 2 м2 и 6 см - при площади основания более 2 м2. Для трамбовок с заостренным нижним концом sᵢₘ = 15 см.

Необходимое число ударов трамбовки для трамбования жесткого материала при создании уширенного основания определяют для каждой порции засыпки высотой dз по формуле (12.14). При этом приведенные выше значения sᵢₘ уменьшают в 1,5 раза.

12.7.9. Вытрамбовывание котлованов должно производиться при оптимальной или близкой к ней влажности грунта.

Значение оптимальной влажности w0 для глинистых грунтов принимают w₀ = wₚ - (0,01 - 0,03), где wₚ - влажность на границе раскатывания. При природной влажности грунта w < w₀ для получения оптимальной влажности необходимо произвести замачивание грунта под каждый котлован расчетным количеством воды.

12.7.10. При втрамбовывании жесткого материала в дно котлована трамбовкой с заостренным нижним концом создают уширение, имеющее форму шара с радиусом rbr или эллипсоида вращения с полуосями dbr и rbr.

Форму уширения при втрамбовывании жесткого материала отдельными порциями с высотой засыпки по 0,6 - 1,2 м принимают в виде:

• шара (dbr = rbr) для случаев, когда ниже дна вытрамбованного котлована залегают пески с ρd ≥ 1,6 т/м3 или глинистые грунты с ρd ≥ 1,6 т/м3 и степенью влажности Sr ≤ 0,7, а также с ρd ≥ 1,7 т/м3 и степенью влажности Sr > 0,7;
• эллипсоида вращения с отношениями полуосей dbr / rbr = 1,4 при залегании ниже дна котлована песков с ρd < 1,6 т/м3 или глинистых грунтов с Sr < 0,7 при ρd < 1,6 т/м3 и Sr > 0,7 при 1,5 < ρd < 1,7 т/м3 и dbr / rbr = 1,8 - для глинистых грунтов с Sr ≥ 0,7 и ρd ≤ 1,5 т/м3.

Радиус уширения rbr, м, основания определяют по формуле

rbr = kbr ∛Vcr, (12.15)
​

где kbr - коэффициент, учитывающий форму уширения и при расположении центра уширения на расстоянии 0,5h₁ от основания заостренной части фундамента (рисунок 12.3, б), принимаемый равным: для шара - 0,62; эллипсоида с dbr /rbr = 1,4 - 0,55; эллипсоида с dbr/rbr = 1,8 - 0,51;

Vcr - объем втрамбовываемого в дно жесткого материала, м3.​

Максимальный размер уширения, получаемый при втрамбовывании жесткого материала, принимают не более удвоенного диаметра нижнего сечения трамбовки.

Площадь уширенного основания из жесткого материала в его наибольшем сечении принимают равной площади круга с радиусом rbr.

Радиус уплотненной зоны rₛ, м, определяют по формуле

rₛ = 0,95rbr∛[ρd,s(ρd,s - ρd)], (12.16)
​

где ρd и ρd,s - то же, что и в формуле (12.12).

Толщину уплотненной зоны ниже уширенной части из втрамбованного материала определяют по формуле

hₛ = rₛ ― rbr, (12.17)
​

12.7.11. Технология устройства фундаментов в вытрамбованных котлованах изложена в подразделе 13.11, а их расчет по несущей способности и осадкам основания - в приложении К.

12.8. Конструктивные указания

12.8.1. При проектировании бетонных и железобетонных конструкций фундаментов следует выполнять конструктивные требования СНиП 52-01 и положения настоящего раздела.

12.8.2. Размеры сечений элементов железобетонных конструкций должны приниматься такими, чтобы соблюдались требования в части расположения арматуры в сечении (толщина защитных слоев бетона, расстояния между стержнями и т.п.) и анкеровки арматуры.

12.8.3. Минимальная толщина сборных фундаментов должна определяться из условия обеспечения требуемой толщины защитного слоя бетона и условий расположения арматуры по толщине плиты (см. 12.8.4 - 12.8.6).

12.8.4. Защитный слой бетона для рабочей арматуры должен обеспечивать совместную работу арматуры с бетоном на всех стадиях работы конструкции, а также защиту арматуры от внешних атмосферных, температурных и тому подобных воздействий.

12.8.5. Для продольной рабочей арматуры толщина защитного слоя должна быть, как правило, не менее диаметра стержня и не менее: 30 мм - для фундаментных балок и сборных фундаментов; 35 мм - для монолитных фундаментов при наличии бетонной подготовки; 70 мм - для монолитных фундаментов при отсутствии бетонной подготовки.

12.8.6. Под монолитными фундаментами независимо от подстилающих грунтов (кроме скальных) рекомендуется предусматривать устройство бетонной подготовки толщиной 100 мм. Допускается применение щебеночной или песчаной подготовки с цементной стяжкой. Толщину защитного слоя бетона для рабочей арматуры подошвы фундаментов при этом принимают не менее 35 мм.

При обосновании допускается бетонирование фундаментов без подготовки. При этом толщину защитного слоя принимают не менее 70 мм. При сборных фундаментах устраивают подготовку из песка или цементного раствора.

 

13. Устройство оснований и фундаментов

13.1. Общие положения

13.1.1. При устройстве оснований и фундаментов земляные, каменные, бетонные и другие работы должны выполняться с учетом требований СНиП 12-01, СНиП 3.02.01, СНиП 3.03.01 и СНиП 3.04.01.

13.1.2. Работы по устройству оснований и фундаментов без проекта производства работ не допускаются.

13.1.3. Очередность и способы производства работ должны быть увязаны с работами по прокладке подземных инженерных коммуникаций, строительству подъездных дорог на стройплощадке и другими работами нулевого цикла.

13.1.4. При устройстве оснований, фундаментов и подземных сооружений необходимость водопонижения, уплотнения и закреплении грунта, устройства ограждения котлована, замораживания грунта, возведения фундаментов методом «стена в грунте» и проведения других работ устанавливают проектом сооружения, а организацию работ - проектом организации строительства.

Если необходимость выполнения перечисленных работ возникает в процессе разработки проекта производства работ или при вскрытии котлована, решение о выполнении указанных работ принимается проектной и строительной организацией совместно с заказчиком.

13.1.5. При прокладке и переустройстве под земных коммуникаций, благоустройстве городских территорий и устройстве дорожных покрытий должны соблюдаться действующие правила производства работ, а также положения об охране подземных и наземных инженерных сооружений.

13.1.6. Строительно-монтажные, погрузочно-разгрузочные и специальные работы должны выполняться с соблюдением правил техники безопасности, пожарной безопасности, санитарных норм и других правил, изложенных в данном СП, а также экологических требований.

13.1.7. При обнаружении несоответствия фактических инженерно-геологических условий принятым в проекте допускается корректировка проекта производства работ.

13.1.8. Методы производства работ не должны допускать ухудшение строительных свойств грунтов основания (повреждение механизмами, промерзание, размыв поверхностными водами и др.)

13.1.9. Основным работам по устройству оснований - уплотнению грунтов, устройству насыпей и подушек, закреплению, замораживанию грунтов, вытрамбовыванию котлованов и другим должны предшествовать опытные работы, в ходе которых должны быть установлены технологические параметры, обеспечивающие требования проекта, а также получение контрольных показателей, подлежащих операционному контролю в ходе работ.

Опытные работы следует выполнять по программе, учитывающей инженерно-геологические условия площадки, предусмотренные проектом средства механизации, сезон производства работ и другие факторы, влияющие на технологию и результаты работ.

13.1.10. В процессе производства строительных работ должен выполняться входной, операционный и приемочный контроль.

Состав контролируемых показателей, предельные отклонения, объем и методы контроля должны соответствовать заданным в проекте.

13.1.11. Контроль качества и приемка работ должны осуществляться систематически техническим персоналом строительной организации и выполняться представителями авторского надзора и заказчика с привлечением представителя строительной организации, а также представителей изыскательской и других специализированных организаций.

Результаты контроля следует фиксировать записью в журнале производства работ, актом промежуточной проверки или актом приемки скрытых работ, в том числе актом приемки отдельного подготовленного участка основания.

13.1.12. При приемке законченных работ должно быть установлено соответствие фактически полученных результатов требованиям проекта. Указанное соответствие устанавливают сопоставлением проектной, исполнительной и контрольной документации.

13.1.13. В актах приемки оснований необходимо:

• привести оценку соответствия грунтов основания предусмотренным в проекте;
• указать поправки, внесенные в проект оснований и фундаментов, а также в проект производства работ после промежуточных проверок оснований;
• дать рекомендации по дальнейшим работам.

13.1.14. К актам приемки оснований прилагают следующие документы:

• материалы испытаний грунтов, выполненных как в процессе текущего контроля производства работ, так и при приемке основания;
• акты промежуточных проверок и приемок скрытых работ;
• журналы производства работ;
• рабочие чертежи по фактически выполненным работам.

13.1.15. Законченные в процессе производства работ отдельные ответственные конструкции должны приниматься техническим надзором заказчика с составлением актов промежуточной приемки этих конструкций.

13.1.16. В необходимых случаях в период строительства должен быть организован геотехнический мониторинг (см. раздел 14). Объемы и методику наблюдений устанавливают в проекте с учетом затрат, необходимых для осуществления мониторинга.

После окончания строительства наблюдения могут быть продолжены эксплуатирующей организацией.

13.2. Естественные основания

13.2.1. При устройстве фундаментов в котлованах размеры последних в плане должны назначаться по проектным габаритам сооружения с учетом конструкции ограждения и крепления стен котлована, способов водоотлива и возведения фундаментов или подземных сооружений.

13.2.2. В рабочих чертежах котлована должны быть данные о расположении в его пределах наземных или подземных сооружений и коммуникаций, указаны горизонты подземных, меженных и высоких вод, а также рабочий горизонт воды.

13.2.3. До начала разработки котлована должны быть выполнены следующие работы:

• разбивка котлована;
• планировка территории и отвод поверхностных и подземных вод;
• перенос при необходимости наземных и подземных коммуникаций или сооружений;
• ограждение котлована (в необходимых случаях).

13.2.4. Перенос (переустройство) действующих подземных коммуникаций и разработка грунта в местах их расположения допускаются лишь при наличии письменного разрешения организации, ответственной за эксплуатацию коммуникаций.

13.2.5. В процессе устройства котлованов, фундаментов и подземных сооружений должен быть установлен постоянный надзор за состоянием грунта, ограждений и креплений котлована, фильтрацией воды.

13.2.6. При разработке котлованов непосредственно около фундаментов существующих сооружений, а также действующих подземных коммуникаций необходимо принять меры против возможных деформаций и нарушений устойчивости откосов котлованов и существующих сооружений и коммуникаций.

Мероприятия, обеспечивающие сохранность существующих сооружений и коммуникаций, должны быть разработаны в проекте и согласованы с эксплуатирующими организациями.

13.2.7. Котлованы следует разрабатывать, как правило, участками, не превышающими 1000 м2 в летних условиях и 300 м2 - в зимних.

13.2.8. Ограждения и крепления котлованов должны выполняться таким образом, чтобы они не препятствовали производству последующих работ по устройству конструкций. Крепления неглубоких котлованов должны быть, как правило, инвентарными, а последовательность их разборки должна обеспечить устойчивость стенок котлованов до окончания работ по устройству фундаментных и других конструкций.

13.2.9. При разработке котлована в водонасыщенных грунтах следует предусматривать меры, исключающие оплывание откосов, суффозию и выпор грунта основания.

В случае если основание сложено водонасыщенными мелкими и пылеватыми песками или глинистыми грунтами текучепластичной и текучей консистенции, должны быть приняты меры по их защите от возможных нарушений при движении землеройных и транспортных машин, а также разжижения вследствие динамических воздействий.

13.2.10. Недобор грунта на дне котлована устанавливают в проекте и уточняют в процессе работы. Изменение проектного недобора грунта должно быть согласовано с проектной организацией.

Случайные переборы грунта в котловане должны быть восстановлены местным или песчаным грунтом с тщательным уплотнением. Вид грунта заполнения и степень уплотнения необходимо согласовать с проектной организацией. Заполнение перебора глубиной не более 50 см глинистым грунтом разрешается при его показателе текучести менее 0,5.

13.2.11. Основания, нарушенные при производстве работ в результате промерзания, затопления, перебора грунта и т.д., должны быть восстановлены способом, согласованным с проектной организацией.

13.2.12. Разработка грунта в котлованах или траншеях при переменной глубине заложения фундаментов должна вестись уступами. Отношение высоты уступа к его длине устанавливают проектом, но должно быть не менее 1:2 - при связных грунтах, 1:3 - при несвязных грунтах. Грунт должен разрабатываться способами, обеспечивающими сохранение структуры грунта в уступах основания.

13.2.13. Грунты в основании, не соответствующие в природном залегании требуемой проектом плотности и водонепроницаемости, следует доуплотнять с помощью уплотняющих средств (катков, тяжелых трамбовок и др.).

Степень уплотнения, выражаемая плотностью сухого грунта, должна быть задана в проекте и должна обеспечивать повышение прочностных свойств грунта, уменьшение его деформируемости и водопроницаемости.

13.2.14. Возведение фундаментов на основаниях из насыпных грунтов допускается в случаях, предусмотренных проектом, после подготовки основания с учетом состава и состояния грунтов и в соответствии с принятым решением по способу их отсыпки и уплотнения.

Использование в качестве оснований насыпей из шлака и других негрунтовых материалов допускается при наличии специальных указаний, разработанных в проекте и предусматривающих порядок производства и технологию работ и контроль их качества.

13.2.15. Методы устройства насыпей, подушек, обратных засыпок, а также уплотнения грунта устанавливают в проекте и уточняют в проекте производства работ в зависимости от требуемых плотности и состояния грунтов, объема работ, имеющихся средств механизации, сроков производства работ и др.

13.2.16. Засыпка пазух грунтом и его уплотнение должны выполняться с обеспечением сохранности гидроизоляции фундаментов, стен подвалов и подземных сооружений, а также расположенных рядом подземных коммуникаций (кабелей, трубопроводов и др.).

13.2.17. Работы по засыпке пазух следует производить сразу после устройства перекрытий над подвалами и подземными сооружениями; не допускается оставлять открытыми пазухи длительное время.

Засыпку пазух рекомендуется доводить до отметок, гарантирующих надежный отвод поверхностных вод. В зимних условиях грунт для засыпки пазух должен быть талым.

13.2.18. Устройство фундаментных и подземных конструкций следует производить немедленно после приемки основания комиссией и подписания акта, разрешающего приступить к устройству конструкций.

Перерыв между окончанием разработки котлована и устройством фундаментов или подземных сооружений, как правило, не допускается. При вынужденных перерывах должны быть приняты меры к сохранению природных структуры и свойств грунтов, а также против обводнения котлована поверхностными водами и промораживания грунтов.

13.2.19. Сохранение природной структуры и свойств грунтов в основании включает:

• защиту котлована от попадания поверхностных вод;
• ограждение котлована и грунтов основания водонепроницаемой стенкой («стена в грунте», ограждение из шпунта, буросекущихся свай и т.п.);
• снятие гидростатического давления путем глубинного водоотлива из подстилающих слоев, содержащих воду;
• исключение притока воды в котлован через дно;
• исключение динамических воздействий во время откопки котлованов землеройными машинами с помощью защитного слоя грунта недобора;
• защиту грунта основания от промерзания.

13.2.20. При поступлении в котлован в процессе производства работ воды необходимо обеспечить водоотвод во избежание затопления свежего слоя бетона или раствора до приобретения ими прочности не менее 30 % проектной.

При сильном притоке воды, удаление которой может вызвать вымывание раствора и наплыв грунта в котлован, необходимо устраивать тампонажную подушку из бетона, укладываемого подводным способом. Толщину подушки назначают по проекту производства работ, но не менее 1 м при напоре воды до 3 м.

13.2.21. Поверхность основания, сложенного глинистыми грунтами, должна быть выровнена подсыпкой из песка (кроме пылеватого) толщиной 5 - 10 см. Поверхность песчаного основания планируют без подсыпки. Краны и другие механизмы должны располагаться за пределами подготовленных участков основания.

13.2.22. При возведении монолитных фундаментов, как правило, устраивают подготовку из уплотненного слоя щебня или тощего бетона, обеспечивающую надежную установку арматуры и не допускающую утечки раствора из бетонной смеси бетонируемого фундамента. Если основание сложено глинистыми грунтами с показателем текучести более 0,5 или водонасыщенными песками, уплотнение следует выполнять легкими катками или трамбовками.

13.2.23. При переменной глубине заложения фундамента его возведение начинают с нижних отметок основания. Затем подготавливают вышерасположенные участки и укладывают блоки фундамента на основание с предварительным уплотнением засыпки пазух нижележащих участков или блоков.

13.2.24. При приемке подготовленного основания до начала работ по устройству фундаментов должно быть установлено соответствие расположения, размеров, отметок дна котлована, фактического напластования и свойств грунтов указанным в проекте, а также возможность заложения фундаментов на проектной или измененной отметке.

Проверка отсутствия нарушений природных свойств грунтов основания или качества их уплотнения в соответствии с проектными данными должна при необходимости сопровождаться отбором образцов для лабораторных испытаний, зондированием, пенетрацией и др.

При больших отклонениях от проектных данных должно быть выполнено, кроме того, испытание грунтов штампами и принято решение о необходимости изменений проекта.

13.2.25. Проверку однородности и достаточности выполненного уплотнения грунтов в естественном залегании или грунтовых подушек следует осуществлять полевыми методами (зондированием, радиоизотопными методами и пр.) и выборочным определением плотности сухого грунта по отобранным образцам из каждого уплотненного слоя грунта.

13.2.26. В случае если установлено значительное расхождение между фактическими и проектными характеристиками грунта основания, необходимость пересмотра проекта и решение о проведении дальнейших работ должны приниматься при участии представителя проектной организации и заказчика.

13.2.27. При возведении фундаментов и подземных сооружений необходимо контролировать глубину их заложения, размеры и расположение в плане, устройство отверстий и ниш, выполнение гидроизоляции и качество примененных материалов и конструкций. На устройство (подготовку) основания и гидроизоляции должны быть составлены акты освидетельствования скрытых работ.

13.2.28. Контроль должен включать проверку:

• соблюдения необходимых недоборов грунта, недопущения переборов и нарушения структуры грунта основания;
• недопущения нарушения структуры грунта при срезке недоборов, подготовке оснований и укладке конструкций;
• предохранения грунтов оснований от подтапливания подземными и поверхностными водами с размягчением и размывом верхних слоев основания;
• соответствия характеристик вскрытых грунтов основания предусмотренным в проекте;
• достижения достаточного и однородного уплотнения грунтовых подушек, а также обратных засыпок и подготовок под полы;
• достаточности примененных мер по защите грунтов основания от промерзания;
• соответствия фактической глубины заложения и размеров конструкций и качества примененных материалов предусмотренным в проектах.

 

13.3. Уплотнение грунтов

13.3.1. Для уплотнения грунтов основания в зависимости от их физико-механических характеристик применяют следующие способы:

• поверхностное уплотнение;
• грунтовыми сваями;
• предварительным замачиванием;
• глубинным вибрированием;
• временной пригрузкой с вертикальными дренами;
• вакуумированием.

13.3.2. Проектные решения по уплотнению грунтов должны содержать:

а) исходные и требуемые значения показателей (плотность сухого грунта, отметки понижения уплотняемой поверхности и др.), подлежащих проверке в составе операционного и приемочного контроля, а также перечень технологических параметров и показателей, подлежащих уточнению в ходе опытного уплотнения;

б) при поверхностном уплотнении грунтов естественного залегания трамбовками и грунтоуплотняющими машинами - план и размеры котлована с размерами уплотняемой площадки и контурами фундаментов; указания о необходимой глубине уплотнения и оптимальной влажности грунта, выборе типа грунтоуплотняющего механизма, о необходимом числе ударов трамбовками или числе проходов уплотняющей машины по одному следу, величине понижения уплотняемой поверхности;

в) при уплотнении грунтовыми сваями - план размещения свай с указанием их диаметра и глубины, требования к влажности уплотняемых грунтов, характеристику применяемого оборудования, общее количество грунта и отдельных порций, засыпаемых в скважины, а также высоту разрыхленного верхнего (буферного) слоя грунта и способ его уплотнения;

г) при уплотнении предварительным замачиванием и замачиванием с глубинными взрывами просадочных грунтов - план разбивки уплотняемой площадки на отдельные участки (карты) с указанием их глубины и очередности замачивания, указания о расположении и конструкции поверхностных и глубинных марок, схему сети водовода, данные о среднее) точном расходе воды на 1 м2 уплотняемой площадки, времени замачивания каждого котлована или участка (карты) и условной стабилизации просадки, а в случае замачивания через скважины, дополнительно - план расположения скважин с указанием их глубины, диаметра, способа проходки и вида дренирующего материала для засыпки, способы уплотнения верхнего недоуплотненного (буферного) слоя грунта. При уплотнении просадочных грунтов замачиванием и глубинными взрывами дополнительно должна быть приведена технология взрывных работ с указанием противосейсмических мероприятий и техники безопасности производства взрывных работ;

д) при глубинном виброуплотнении - план площадки с указанием глубины уплотнения, схему уплотнения и режим работы виброустановки, расчетное значение показателя уплотнения грунта, допустимое расстояние от работающей установки до существующих сооружений и коммуникаций;

е) при предпостроечном уплотнении слабых водонасыщенных грунтов временной пригрузкой с вертикальными дренами - данные об объемах уплотняемых массивов, план участка с указанием его контура, значения временной нагрузки от нагрузочной насыпи и ее форму и размеры, план расположения вертикальных дрен с указанием их размера и расстояния между осями (шага), план расположения поверхностных и глубинных марок, расчетные значения конечной осадки основания от временной нагрузочной насыпи и упругого подъема после снятия нагрузки, схему производства работ по погружению дрен, устройству и снятию нагрузочной насыпи с указанием применяемого оборудования, режим нагружения и снятия временной нагрузки.​

13.3.3. В ходе опытного уплотнения должны быть установлены следующие технологические параметры, обеспечивающие получение требуемых проектом значений плотности уплотненного грунта: толщина слоев отсыпки, оптимальная влажность, число проходов уплотняющих машин или ударов трамбовки и другие параметры, указанные в проекте. К показателям, подлежащим операционному контролю в ходе работ, относятся: понижение отметки уплотняемой поверхности, осадки марок и др.

13.3.4. До начала работ по уплотнению необходимо уточнить природную влажность и плотность сухого грунта на глубину, определяемую проектом по ГОСТ 5180 или экспресс методами (зондированием - по ГОСТ 19912, радиоизотопным - по ГОСТ 23061 и др.).

Если природная влажность грунта окажется ниже оптимальной на 5 % и более, необходимо произвести его доувлажнение расчетным количеством воды.

13.3.5. Поверхностное уплотнение грунтов трамбованием следует выполнять с соблюдением следующих требований:

а) при различной глубине заложения фундаментов уплотнение грунта следует производить с более высоких отметок;

б) по окончании поверхностного уплотнения верхний недоуплотненный слой грунта необходимо доуплотнить по указанию проекта;

в) уплотнение грунта трамбованием в зимнее время допускается при немерзлом состоянии грунта и естественной влажности. Необходимую глубину уплотнения при влажности грунта ниже оптимальной достигают увеличением массы, диаметра или высоты сбрасывания трамбовки;

г) контрольное определение отказа производят двумя ударами трамбовки при сбрасывании ее с высоты, принятой при производстве работ, но не менее 6 м. Уплотнение признают удовлетворительным, если понижение уплотняемой поверхности под действием двух ударов не превышает значения, установленного при опытном уплотнении.​

13.3.6. Глубинное уплотнение грунтовыми сваями следует выполнять с соблюдением следующих требований:

а) пробивка скважин станками ударно-канатного бурения должна производиться с поверхности дна котлована при природной влажности грунта;

б) расширение скважин с помощью взрыва допускается при природной влажности грунта, равной или большей влажности на пределе раскатывания, а при меньшей влажности грунт должен быть доувлажнен;

в) скважины надлежит устраивать через одну, а пропущенные - только после засыпки и уплотнения ранее пройденных;

г) перед засыпкой каждой скважины, полученной взрывом, должны производиться замеры ее глубины; при образовании в скважине завала высотой до двух ее диаметров он должен быть уплотнен 20 ударами трамбующего снаряда с удельной энергией удара 250 - 350 кДж/м2; при образовании завала более двух диаметров необходимо устраивать новую скважину;

д) скважины заполняют грунтом порциями, каждую из которых уплотняют; в качестве грунтового материала используют суглинки и супеси (без включений растительных остатков и строительного мусора), имеющие оптимальную влажность; объем грунта в порции назначают из расчета получения столба рыхлого грунта в скважине высотой не более двух ее диаметров, но не более 0,2 м3;

е) засыпку скважин при отрицательной температуре воздуха необходимо производить только немерзлым грунтом.​

13.3.7. Уплотнение грунтов предварительным замачиванием следует выполнять с соблюдением следующих требований:

а) замачивание необходимо выполнять путем затопления котлована водой с поддержанием слоя воды 0,3 - 0,5 м и продолжать до тех пор, пока не будут достигнуты промачивание до проектной влажности всей толщи просадочных грунтов и условная стабилизация просадки, за которую принимается просадка менее 1 см в неделю;

б) в процессе предварительного замачивания необходимо вести систематические наблюдения за осадкой поверхностных и глубинных марок, а также расходом воды; нивелирование марок необходимо производить не реже одного раза в 5 - 7 дней;

в) фактическую глубину замачивания следует устанавливать по результатам определения влажности грунта через 1 м по глубине на всю просадочную толщу;

г) при отрицательных температурах воздуха предварительное замачивание следует производить с сохранением дна затопляемого котлована в немерзлом состоянии и подачей воды под лед.​

13.3.8. Уплотнение просадочных грунтов замачиванием и энергией взрыва следует выполнять с соблюдением следующих требований:

а) замачивание необходимо выполнять через дно котлована, дренажные, взрывные или совмещенные скважины, заполненные дренирующим материалом, и продолжать до промачивания всей просадочной толщи до проектной влажности;

б) по окончании замачивания и после производства взрывных работ следует проводить наблюдения за осадкой поверхностных и глубинных марок. Нивелирование после взрыва зарядов ВВ надлежит производить до условной стабилизации просадок;

в) глубину котлована или распределительных траншей, отрываемых за счет срезки грунта, следует назначать из условия сохранения слоя воды при замачивании 0,3 - 0,5 м. В зимнее время уровень воды в котловане и траншеях следует поддерживать на одной отметке;

г) в необходимых случаях, когда уплотнение грунта производят на больших площадях, допускается предусматривать устройство песчано-гравийных подушек, позволяющих ускорить начало строительно-монтажных работ на уплотненном участке;

д) разрыв между окончанием замачивания и взрывами зарядов ВВ, в зависимости от размеров площадки, должен составлять не более 3 - 8 ч.​

13.3.9. После предварительного замачивания оснований и замачивания с глубинными взрывами зарядов ВВ следует производить уплотнение верхнего слоя грунта.

13.3.10. Виброуплотнение водонасыщенных песков следует выполнять с соблюдением следующих требований:

а) точки погружения уплотнителя должны быть размещены по треугольной сетке со сторонами до 3 м для крупного и средней крупности песков и до 2 м - для мелкого песка;

б) уровень подземных вод должен быть не ниже чем 0,5 м от дна котлована;

в) полный цикл уплотнения на глубину до 6 м в одной точке должен продолжаться не менее 15 мин и состоять из 4 - 5 чередующихся погружений и подъемов уплотнителя; при большей глубине продолжительность цикла должна быть установлена проектом.​

13.3.11. Предпостроечное уплотнение водонасыщенных грунтов временной нагрузкой с вертикальными дренами следует выполнять с соблюдением следующих требований:

а) песчаный дренирующий слой должен быть толщиной 0,4 - 0,5 м;

б) толщина слоев временной нагрузочной насыпи не должна превышать 1 - 1,5 м;

в) после устройства нагрузочной насыпи следует производить наблюдения за осадками поверхностных марок. Перед снятием временной насыпи составляют акт, где приводят проектные и фактические значения конечных осадок поверхностных марок.​

13.4. Устройство грунтовых насыпей и подушек

13.4.1. Устройство грунтовых насыпей и подушек должно включать последовательное выполнение следующих подготовительных работ:

а) общую планировку застраиваемой территории, котлованов и их отдельных участков;

б) подготовку поверхности для отсыпки грунтов;

в) выполнение лабораторных исследований по грунтам, предназначенным для отсыпки;

г) подготовку грунтов к отсыпке и уплотнению;

д) разработку (выбор) технологических схем или проектов производства работ;

е) выбор и подготовку оборудования для уплотнения грунтов;

ж) выполнение опытных работ по уплотнению грунтов.​

13.4.2. В целях исключения переувлажнения грунтов оснований и грунтов, отсыпаемых в насыпь или подушку, планировка застраиваемой территории должна выполняться с обеспечением стока поверхностных вод.

В процессе работы по отсыпке грунта планировку территории соответствующим образом корректируют с учетом изложенных выше рекомендаций.

13.4.3. В комплекс работ по подготовке поверхности к отсыпке грунтов входят:

• удаление переувлажненного грунта, комьев мерзлого грунта и т.п.;
• планировка отдельно отсыпаемых участков;
• доувлажнение грунта до влажности, близкой к оптимальной.

13.4.4. Лабораторные исследования по грунтам, предназначенным для отсыпки, включают определение плотности, влажности, гранулометрического состава песков, содержания органических веществ.

При наличии достаточных данных, полученных при инженерно-геологических изысканиях, дополнительные исследования могут не проводиться.

13.4.5. Основными характеристиками уплотненных грунтов являются: заданная плотность уплотненного грунта в сухом состоянии, максимальная плотность уплотненного грунта в сухом состоянии, получаемая при стандартном уплотнении, и оптимальная влажность, при которой достигается максимальная и заданная плотность уплотненного грунта (ГОСТ 22733).

13.4.6. Для возведения насыпей и грунтовых подушек следует использовать местные грунты (крупнообломочные, пески, глинистые) и отходы промышленных производств (шлаки и др.).

13.4.7. При влажности грунтов ниже оптимальной до их отсыпки или уплотнения грунты необходимо доувлажнять.

Доувлажнение грунтов следует выполнять в теплое время года непосредственно в карьерах или резервах до их разработки.

При использовании для отсыпки грунтов, получаемых при срезке, отрывке котлованов на соседних территориях и т.п., доувлажнение грунтов производят на месте укладки в процессе их отсыпки и уплотнения.

13.4.8. В ходе опытного уплотнения уточняют заданные технологические параметры уплотнения:

• толщину уплотненного слоя грунта;
• количество ударов трамбовки или проходов механизмов, необходимых для уплотнения до отказа;
• понижение поверхности отсыпки при уплотнении грунтов до отказа трамбованием, укаткой, вибрацией;
• оптимальную влажность уплотненных грунтов.

Примечание - Уплотнением грунта до отказа называют состояние, при котором достигается такая его наибольшая плотность и глубина уплотнения, в результате чего при последующем уплотнении понижение поверхности от каждого удара (прохода механизма) становится постоянным.

13.4.9. При необходимости производства работ в зимнее время следует:

• отсыпать в грунтовые подушки только маловлажные крупнообломочные, песчаные, а также глинистые грунты с влажностью не выше оптимальной;
• выполнять работы по отсыпке, разравниванию и уплотнению грунтов без перерыва для исключения их смерзания.

Содержание мерзлых комьев в грунте не должно превышать при уплотнении его укаткой и трамбованием соответственно 20 и 30 %.

При выполнении отсыпки из глинистых грунтов необходимо исключать попадание в отсыпаемые грунты снега и льда.

13.4.10. В процессе устройства грунтовых насыпей и подушек выполняют: входной контроль за видом и качеством отсыпаемого грунта; операционный контроль за качеством планировки застраиваемой территории и подготовки поверхности основания, качеством подготовки грунта, толщиной отсыпаемых слоев грунта и технологией их уплотнения; приемочный контроль, включающий определение плотности уплотненного грунта в каждом слое, или значений отказов при контрольном уплотнении.

 

13.5. Устройство намывных оснований

13.5.1. Проектирование намыва грунта на территории, отведенной под застройку, должно производиться в соответствии с утвержденными в установленном порядке генеральным планом города, проектом детальной планировки или проектами застройки.

В проекте должна предусматриваться очередность намыва грунта, увязанная с этапами застройки.

При определении очередности намыва территорий следует учитывать также продолжительность подготовки территории под намыв, технологическую схему намыва, время на консолидацию грунтов и др.

13.5.2. При разработке проекта намыва грунта должны учитываться природные и инженерно-геологические условия территории намыва и карьера, инженерная подготовка территории (снятие плодородного слоя почвы, выторфовывание, осушение).

В проекте организации строительства должны быть решены вопросы механизации производства работ, разбивки территории в связи с очередностью намыва, сроки строительства и т.д.

13.5.3. В проекте должны быть предусмотрены мероприятия по защите существующих сооружений от подтопления и другие мероприятия, обеспечивающие их нормальную эксплуатацию. Допустимое приближение намыва к существующим сооружениям следует определять расчетом с учетом результатов инженерно-геологических изысканий.

13.5.4. Намытые территории должны быть защищены от затопления и подтопления паводковыми водами. За расчетный горизонт паводковых вод принимают отметку наивысшего уровня, повторяющегося один раз в 100 лет.

Намыв территорий ниже расчетного горизонта паводковых вод допускается при устройстве защитной дамбы.

13.5.5. При выборе карьера для намыва грунта следует учитывать:

• расстояние от карьера до площадки намыва;
• глубину залегания разрабатываемого грунта;
• обводненность или возможность обводнения забоя;
• гранулометрический состав грунтов и трудность их разработки.

13.5.6. При проектировании инженерной подготовки территории под намыв необходимо предусматривать снятие плодородного слоя почвы и выторфовывание с последующим использованием почвы и торфа для рекультивации земель.

При невозможности удаления подстилающих слоев торфа на затопленных участках толщиной более 3 м необходимо устройство вертикальных дрен для их стабилизации.

13.5.7. Объем намываемого грунта следует определять исходя из проектных размеров площади намыва, а также с учетом потерь грунта в процессе намыва и осадки грунтов под давлением намытой толщи.

13.5.8. Работам по намыву грунта должна предшествовать подготовка территории, включающая выкорчевку деревьев и кустов, уборку бытового и строительного мусора, снятие плодородного слоя почвы, выторфовывание и т.д.

При приемке территории перед намывом грунта составляют акты на выполненные подготовительные работы.

13.5.9. Готовность карьера к разработке грунта (удаление вскрышных пород) должна быть оформлена актом освидетельствования скрытых работ.

Способ разработки землесосными снарядами грунта в карьере определяется мощностью разрабатываемой толщи и ее геологическим строением.

При разработке карьеров должны обеспечиваться требуемая интенсивность и непрерывность процесса работы.

13.5.10. При выборе технологической схемы необходимо учитывать, что требуемая плотность укладки намываемого грунта зависит в основном от удельного расхода воды, интенсивности намыва и способа, которым осуществляется намыв (безэстакадный, низкоопорный, послойно-грунтоопорный).

13.5.11. При необходимости производства работ в зимнее время в проекте производства работ по намыву необходимо разрабатывать специальный раздел по выполнению работ в этот период. Контроль качества намыва должен включать проверку температуры гидросмеси, поступающей на карту намыва, отсутствия льда и комьев мерзлого грунта в намытом грунте.

13.5.12. При приемке территории после окончания намыва грунта проверяют:

• геодезические высотные отметки намыва, соответствие его проекту в плановом размещении;
• соответствие физико-механических характеристик намытых грунтов предусмотренным в проекте по результатам исследования отобранных образцов грунта из скважин и шурфов, выполненных по сетке 40 - 50 м.
• наличие актов на скрытые работы и актов по заделке водосбросных устройств.

13.6. Закрепление грунтов

13.6.1. Закрепление грунтов всеми способами, кроме термического, следует выполнять при положительной температуре закрепляемых грунтов. Термическое закрепление грунтов, кроме вечномерзлых, можно производить при отрицательных температурах.

13.6.2. Для уточнения, при необходимости, грунтовых условий при производстве работ следует предусматривать возможность выполнения на стройплощадке дополнительных инженерно-геологических изысканий, объем и состав которых устанавливают проектом.

13.6.3. При закреплении грунтов инъекционными способами в условиях существующей застройки нельзя допускать засорения отвердевшими реагентами и повреждения близрасположенных подземных инженерных коммуникаций.

13.6.4. Выполнение работ по закреплению грунтов допускается только по специально разработанным и утвержденным проектам, увязанным с проектом сооружения. Как правило, проекты по закреплению грунтов должны разрабатывать специализированные организации.

13.6.5. В случаях возникновения при инъекционном закреплении грунтов под существующими сооружениями разрывов в грунтах с выходом реагентов на поверхность или в подвалы и коммуникации необходимо прекратить нагнетание реагентов и выполнить назначенные авторским надзором мероприятия по ликвидации прорывов.

13.6.6. Проверку правильности проектных параметров и технических условий на производство работ по закреплению грунтов осуществляют контрольным закреплением грунтов непосредственно при производстве работ на их начальной стадии.

При контрольном закреплении буросмесительным способом проверяют прочностные свойства материала сваи с выбуриванием кернов или неразрушающими способами, а также при наличии указаний в проекте - несущую способность сваи.

13.6.7. Контроль качества закрепления грунтов обеспечивается выполнением следующего комплекса мероприятий и условий:

• проверкой качества применяемых исходных материалов и использованием материалов, имеющих заводскую документацию;
• операционным контролем качества применяемых рабочих материалов, опытной проверкой правильности заложенных в проект параметров закрепления и технических условий на производство работ;
• непосредственной проверкой исполнения требований проекта в отношении качества закрепления грунтов с применением специальных методов испытаний и контроля.

13.6.8. Операционную проверку качества рабочих материалов осуществляют путем систематических определений или измерений соответствующих характеристик этих материалов. При инъекционном закреплении грунтов - это измерения плотности и температуры растворов, а также контроль за допускаемым давлением и расходом при нагнетании их в грунты.

13.6.9. Непосредственный контроль и опытная проверка исполнения требований проекта по качеству закрепления грунтов в отношении сплошности и однородности закрепления, формы и размеров закрепленного массива, прочностных, деформационных и других физикомеханических свойств закрепленных грунтов обеспечивается следующими мероприятиями:

• вскрытием области закрепления контрольными шурфами и скважинами с их обследованием, отбором проб и лабораторными определениями характеристик закрепленных грунтов;
• испытаниями закрепленного массива статическим или динамическим зондированием;
• исследованием области закрепления геофизическими методами;
• при инъекционном закреплении грунтов оснований или фундаментов существующих сооружений - проведением инструментальных наблюдений за осадками фундаментов и другими деформациями до, во время и после закрепления.

Силикатизация и смолизация​

13.6.10. Инъекционные работы в зависимости от грунтовых условий и конструкции закрепляемого массива необходимо выполнять с соблюдением следующих правил:

а) в неоднородных по проницаемости грунтах слой с большей проницаемостью следует закреплять в первую очередь с учетом требований б);

б) последовательный порядок инъекционных работ по точкам инъекции в плане и по заходкам в глубину не должен допускать, чтобы ранее закрепленные заходки затрудняли погружение инъекторов для более поздних инъекций;

в) при закреплении водоносных песков необходимо, чтобы последовательность инъекционных работ обеспечивала отжатие подземной воды нагнетаемыми реагентами. Защемление подземной воды в закрепляемом массиве не допускается.

г) при закреплении грунтов под существующими сооружениями до начала основных работ следует производить вспомогательную цементацию зоны на контакте фундаментов и основания.​

13.6.11. При усилении оснований и фундаментов существующих сооружений бурение скважин в фундаментах для вспомогательной цементации контакта «фундамент-грунт» рекомендуется производить станками колонкового бурения с продувкой воздухом. В стесненных условиях допускается бурение пневмоударными станками.

13.6.12. Исходные химические материалы, применяемые при силикатизации и смолизации грунтов (водные растворы силиката натрия и синтетические смолы в качестве крепителей, неорганические и органические кислоты и соли, а также некоторые газы в качестве отвердителей, рецептурные добавки разного назначения, гелеобразующие смеси, рабочие составы) должны удовлетворять требованиям соответствующих стандартов, технических условий и проекта.

13.6.13. Для обеспечения заданных проектом формы, размеров и монолитности закрепленного массива нагнетание реагентов должно производиться отдельными единичными инъекциями (порциями) определенного расчетного объема.

13.6.14. Для предотвращения выбивания реагентов при сплошном закреплении грунтов через соседние инъекторы (скважины) одновременное погружение инъекторов и бурение инъекционных скважин в плане и нагнетание через них реагентов следует производить не менее чем на удвоенном расстоянии, с последующим нагнетанием через пропущенные.

13.6.15. При силикатизации и смолизации грунтов, а также цементации крупнообломочных грунтов и гравелистых песков допускается оставлять в закрепленном массиве забивные инъекторы или трубы манжетно-тампонных инъекторов в качестве арматуры.

13.6.16. Нагнетаемые в грунты рабочие растворы и смеси не должны содержать взвешенных механических примесей, затрудняющих инъекцию и закрепление грунтов в целом. Для удаления взвесей растворы до их нагнетания в грунты следует заблаговременно отстаивать, не допуская в дальнейшем перемешивания, или применять соответствующие фильтры, а нагнетание гелеобразующих смесей - производить только с применением фильтров.

13.6.17. Нагнетание реагентов в грунты при силикатизации и смолизации, а также при цементации крупнообломочных грунтов и гравелистых песков следует производить под пригрузкой, в качестве которой используются залегающие над областью инъекции грунты, само сооружение или специально уложенные бетонные плиты, которые не должны в процессе нагнетания в грунты реагентов подвергаться разрушению с выходами реагентов на поверхность или в сооружение.

13.6.18. Предельно допустимые давления и расходы при нагнетании реагентов при силикатизации и смолизации, а также при цементации крупнообломочных грунтов и гравелистых песков устанавливают в проекте. Давление нагнетания не должно превышать давления на грунты в области инъекции от действующих нагрузок.

Давление нагнетания жидких реагентов следует контролировать измерением его на глубинах нагнетания, т.е. с учетом веса столба жидкости.