Предельные деформации основания 11 страница

- 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 =0;

- угол трения грунта по материалу стены , где - угол внутреннего трения грунта, - коэффициент условий работы, принимаемый по таблице 10.1.

Таблица 10.1

#G0Материал стены	Технология устройства и особые условия
	Монолитные гравитационные стены и гибкие стены, бетонируемые насухо	0,67
Бетон, железобетон	Монолитные гибкие стены, бетонируемые под глинистым раствором в грунтах естественной влажности. Сборные гравитационные стены	0,50
	Монолитные гибкие стены, бетонируемые под глинистым раствором в водонасыщенных грунтах. Сборные гибкие стены, устраиваемые под глинистым раствором в любых грунтах	0,33
Металл, дерево	В мелких и пылеватых водонасыщенных песках
	В прочих грунтах	0,33
Любой	При наличии вибрационных нагрузок на основание

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 #M12291 871001005СНиП 2.03.11#S.

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

- теплоизоляцию подпорной стены;

- понижение влагосодержания в пределах сезонно промерзающего слоя;

- обработку пучинистого 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 #M12291 871001024СНиП 2.06.14#S.

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. #M12291 871001024СНиП 2.06.14#S);

- 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 напора 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 коэффициенты фильтрации от 1 до 50 м/сут, а при вакуумном водопонижении иглофильтры применяют в грунтах с коэффициентом фильтрации от 0,1 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 следует 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 #M12291 871001001СНиП 2.06.03#S.

11.1.14 В случае невозможности отвода воды самотеком необходимо предусматривать специальные насосные станции с резервуарами, при проектировании которых следует руководствоваться требованиями #M12291 5200017СНиП 2.04.03#S, а при использовании откачиваемой воды для водоснабжения - #M12291 871001008СНиП 2.04.02#S.

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, #M12291 871001024СНиП 2.06.14#S и #M12291 5200022СНиП 2.06.15#S.

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 (#M12291 871001024СНиП 2.06.14#S).

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 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 проводить следующие 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 ранд-балки, 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 #M12291 1200000342ГОСТ 25192#S:

тяжелый средней плотности от 2200 до 2500 кг/м ;

мелкозернистый средней плотности свыше 1800 кг/м .

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 #M12291 1200035580СНиП 52-01#S и #M12293 0 9056429 3704477087 1857866761 2685059051 3363248087 4294967268 584910322 1790713619 4294967268СНиП II-22#S.

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 0,8 для основных сочетаний нагрузок и 0,85 - для особых сочетаний нагрузок ( - 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 (A-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.

12.2.2 Нормативную глубину сезонного промерзания грунта принимают равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.

При использовании результатов наблюдений за фактической глубиной промерзания следует учитывать, что она должна определяться по температуре, характеризующей согласно #M12291 1200000030ГОСТ 25100#S переход пластичномерзлого грунта в твердомерзлый грунт.

12.2.3 Нормативную глубину сезонного промерзания грунта , 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

, (12.1)

где - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по #M12291 1200004395СНиП 23-01#S, а при отсутствии в нем данных для конкретного пункта или района строительства - по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях с районом строительства;

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

Нормативная глубина промерзания грунта в районах, где >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 #M12291 9056423СНиП 2.02.04#S.

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

, (12.2)

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

- коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений - по таблице 12.1; для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений =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 #M12291 9056423СНиП 2.02.04#S. 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.).