Инженерно-геологические изыскания

6.1. При выборе площадки под строительство высотного здания необходимо произвестиобщую оценку инженерно-геологических условий и возможность безопасного возведения здания с учетом возможного проявления опасных геологических и инженерно-геологических процессов (карстово-суффозионных, оползневых и др.).

6.2. Результаты инженерно-геологических изысканий должны содержать данные, необходимые для обоснованного выбора типов и размеров фундаментов и габаритов несущих конструкций подземных частей здания с учетом прогноза изменений инженерно-геологических и гидрогеологических условий и возможного развития опасных геологических и инженерно-геологических процессов (в период строительства и эксплуатации объекта), а также необходимые данные для оценки влияния строительства высотного здания на окружающую застройку (прил.6.4 настоящего Свода правил).

6.3. При устройстве под высотным зданием подземной части программа инженерно-геологических изысканий должна включать дополнительные требования, предъявляемые к изысканиям для подземных и заглубленных сооружений и соответствовать «Инструкции по инженерно-геологическим и геоэкологическим изысканиям в г. Москве, 2004 г.».

6.4. Учитывая значительные глубины сжимаемой толщи основания высотных зданий, следует часть дополнительных полевых исследований грунтов (зондирование, испытания грунтов штампами) выполнять со дна котлована.

6.5. При применении свайных и комбинированных свайно-плитных фундаментов следует выполнять испытания свай статическими нагрузками в объеме, зависящем от их общего числа и неоднородности основания, но не менее 5 испытаний свай на объект.

6.6. На площадке строительства высотного здания следует выполнять опытные геотехнические работы, состав и объем которых определяются специальной программой.

6.7. При строительстве высотного здания на застроенной территории необходимо выполнять обследования оснований и фундаментов зданий и сооружений, попадающих в зону влияния высотного строительства, а также осуществлять прогноз изменений напряженно-деформированного состояния грунтового массива и гидрогеологического режима подземных вод.

6.8. Для высотного здания необходимо предусматривать проведение мониторинга компонентов геологической среды и, в первую очередь, опасных геологических и инженерно-геологических процессов и динамики подземных вод.

6.9. Состав и объем работ при инженерных изысканиях для высотных зданий следует определять как для объектов третьей геотехнической категории в соответствии с МГСН 2.07-01.

6.10. Начиная с этапа предварительной оценки площадки строительства высотного здания, следует осуществлять геотехническую экспертизу разрабатываемой документации по объекту как необходимую часть научно-технического сопровождения строительства.

6.11. Выбор типа фундамента и конструкций подземной части высотного здания, привязку проекта к местным условиям, определение основных параметров фундаментной конструкции, предварительную оценку осадок и их неравномерности, общей устойчивости основания и т.п. следует выполнять с использованием инженерных методик, изложенных в СНиП 2.02.01-83*, СНиП 2.02.03-85, МГСН 2.07-01, СП 50-101-2004, «Инструкции по проектированию и устройству свайных фундаментов зданий и сооружений в г. Москве, 2001 г.».

6.12. При проектировании высотных зданий предпочтительно предусматривать решения, обеспечивающие оптимальные условия взаимодействия здания с основанием.

6.13. Фундаменты и подземные конструкции строительных объектов, окружающих высотную часть здания, рекомендуется конструктивно отделять от несущей системы высотной части здания путем устройства деформационных швов. Возможность отказа от устройства таких швов следует обосновывать соответствующим расчетом.

При проектировании высотных зданий необходимо во всех случаях выполнять комплекс расчетов основания, фундаментов и конструкций подземной части как по первой, так и по второй группе предельных состояний.

В составе расчетов по второй группе предельных состояний необходимо выполнение расчетного прогноза осадок и кренов возводимого здания, а также зданий и сооружений окружающей застройки.

6.14. Численные расчеты основания, фундаментов и подземных частей здания допускается проводить в плоской постановке для характерных сечений здания в тех случаях, когда возможна соответствующая схематизация расчетной модели. В сложных случаях (сложная геометрия конструктивного объема здания в плане и по высоте, значительные по величине внецентренные нагрузки, существенная неоднородность строения и свойств грунтов основания и др.) расчеты этих частей здания следует выполнять в пространственной постановке с учетом прогноза изменения гидрогеологических условий участка высотного строительства.

6.15. При оценке расчетного сопротивления основания в пятне высотного здания в случае, если давление от здания превысит расчетное сопротивление грунта основания R рекомендуется выполнение геотехнических расчетов с учетом совместной работы конструкции высотного здания и основания, развития областей пластических деформаций в основании и материалах конструкций фундаментов, а также с учетом последовательности и технологии возведения здания.

В этих случаях при исследованиях грунтов основания в процессе инженерно-геологических изысканий необходимо определять дополнительные характеристики грунтов, регламентируемые в техническом задании, по методикам, устанавливаемым в процессе изысканий.

6.16. Предельные состояния, регламентированные СНиП 2.02.01-83* и МГСН 2.07-01, при разработке проектных решений высотных зданий могут уточняться в сторону ужесточения. Аналогичные уточнения могут производиться и для значений предельных дополнительных осадок зданий окружающей застройки, вызываемых строительством высотного здания.

Расчеты оснований по несущей способности следует выполнять в соответствии с методиками, изложенными в СНиП 2.02.01-83*, СНиП 2.02.03-85, рассматривая основные сочетания расчетных значений нагрузок, а при наличии особых нагрузок и воздействий – основные и особое сочетания расчетных значений нагрузок.

6.17.Расчет оснований высотных зданий по предельным состояниям второй группы (по деформациям) следует проводить на основное сочетание нагрузок, при этом деформационные характеристики основания принимаются с коэффициентом условий работы g_с3 = 0,9.

6.18.При расчете оснований и фундаментов высотных зданий следует принимать значения коэффициентов надежности по ответственности здания в соответствии с п. 5.7 настоящего стандарта.

6.19. Для фундаментов высотных зданий следует применять бетон класса не ниже В30. Под плитными фундаментами высотных зданий необходимо предусматривать бетонную подготовку из бетона класса не ниже В10, толщиной в зависимости от инженерно-геологических условий и методов производства работ, но не менее 150 мм.

6.20. В проектах гидроизоляции подземных частей следует учитывать неравномерность осадок высотных и стилобатных частей здания.

6.21. В составе проектной документации следует разрабатывать специальный раздел, посвященный обследованию технического состояния зданий окружающей застройки и системе геотехнического мониторинга, руководствуясь требованиями, содержащимися в МГСН 2.07-01.

Конструкции надземной части

6.23. Расчет несущей конструктивной системы, включающей надземные, подземные конструкции и фундамент, следует производить для последовательных стадий возведения и стадии эксплуатации, принимая расчетные схемы, отвечающие рассматриваемым стадиям.

6.24. При определении усилий в несущих элементах конструктивной системы и горизонтальных перемещений верха здания деформационные (жесткостные) характеристики железобетонных элементов следует принимать с учетом возможного образования трещин и развития неупругих деформаций в бетоне и арматуре.

При расчете устойчивости здания на опрокидывание и сдвиг следует рассматривать его конструктивную систему как жесткое недеформируемое тело.

6.25. При проектировании высотных зданий необходимо учитывать вероятность локальных разрушений несущих конструкций. Эти разрушения не должны приводить к прогрессирующему обрушению здания. Мероприятия по защите от прогрессирующего обрушения приведены в прил. 6.1 настоящего Свода правил.

6.26. Расчет несущей конструктивной системы высотного здания для определения усилий и деформаций в несущих элементах, общей деформации системы и проверки ее общей устойчивости следует производить в два этапа:

- для предварительного назначения геометрических характеристик и выбора материала несущих конструкций - с использованием упрощенных, в т.ч. стержневых моделей;

- для окончательного назначения всех характеристик несущих конструкций - с использованием проверенных на практике сертифицированных программных комплексов, основанных на методе конечных элементов, в т.ч. позволяющих учитывать неупругие свойства железобетонных конструкций. Помимо расчета, выполняемого генпроектировщиком, необходимо осуществлять поверочный расчет, выполняемый независимой организацией.

6.27. Предельные горизонтальные перемещения верха высотных зданий f_ult с учетом крена фундаментов при расчете по недеформированной схеме в зависимости от высоты здания h не должны превышать:

- до 150 м (включительно) - 1/500;

- при h = 400 м и более - 1/1000,

при промежуточных высотах значения f_ult определять по интерполяции.

6.28. При расчете по деформированной схеме значения предельных горизонтальных перемещений верха здания должны ограничиваться, исходя из условий эксплуатации технологического оборудования.

Для обеспечения комфортного пребывания людей в высотных зданиях ускорения колебаний перекрытий верхних этажей при действии пульсационной составляющей ветровой нагрузки, определяемой с коэффициентом надежности по нагрузке γ_f = 0,7, не должны превышать 0,08 м/с².

6.29. Конструирование несущих элементов высотных зданий следует производить согласно действующим нормативным документам с учетом срока службы высотного здания не менее 100 лет.

6.30. Размеры сечений колонн, толщину стен, диафрагм и ядер жесткости допускается принимать переменными по высоте здания.

Гибкость колонн и стен из плоскости (соотношение l _о/i, где l _о - расчетная длина, i - радиус инерции поперечного сечения) следует принимать не более 60.

6.31. В несущих железобетонных конструкциях – колоннах, стенах и ядрах жесткости следует применять преимущественно тяжелые бетоны, в перекрытиях – легкие и тяжелые бетоны классов по прочности на сжатие не менее В25, в ненесущих наружных стенах допускается применять ячеистые, легкие и тяжелые бетоны.

6.32. В несущих железобетонных конструкциях стержневую арматуру следует принимать согласно СНиП 52-01-2003.

6.33. Для сталежелезобетонных конструкций в качестве жесткой арматуры следует применять прокатные стальные профили и другие элементы, марки стали которых принимать согласно СНиП II-23-81* и прил. 6.2 настоящего Свода правил.

6.34.Несущие конструкции здания должны отвечать требованиям долговечности и ремонтопригодности согласно СНиП 31-01-2003.