ПТО

СВОД ПРАВИЛ

ОСНОВАНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

АКТУАЛИЗИРОВАННАЯ РЕДАКЦИЯ СНиП 2.02.01-83*

СП 22.13330.2011

скачать СП 22.13330.2011

Дата введения

20 мая 2011 года

 

Предисловие

 

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ “О техническом регулировании”, а правила разработки – Постановлением Правительства Российской Федерации от 19 ноября 2008 г. N 858 “О порядке разработки и утверждения сводов правил”.

 

Сведения о своде правил

 

1. Исполнители – Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова – институт ОАО “НИЦ “Строительство” (НИИОСП им. Н.М. Герсеванова).
2. Внесен Техническим комитетом по стандартизации (ТК 465) “Строительство”.
3. Подготовлен к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики.
4. Утвержден Приказом Министерства регионального развития Российской Федерации (Минрегион России) от 28 декабря 2010 г. N 823 и введен в действие с 20 мая 2011 г.
5. Зарегистрирован Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). Пересмотр СП 22.13330.2010.

 

Информация об изменениях к настоящему своду правил публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе “Национальные стандарты”, а текст изменений и поправок – в ежемесячно издаваемых информационных указателях “Национальные стандарты”. В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе “Национальные стандарты”. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования – на официальном сайте разработчика (Минрегион России) в сети Интернет.

 

Введение

 

Настоящий документ содержит указания по проектированию оснований зданий и сооружений, в том числе подземных, возводимых в различных инженерно-геологических условиях, для различных видов строительства.

Разработан НИИОСП им. Н.М. Герсеванова – институтом ОАО “НИЦ “Строительство” (д-ра техн. наук В.П. Петрухин, Е.А. Сорочан, канд. техн. наук И.В. Колыбин – руководители темы; д-ра техн. наук: Б.В. Бахолдин, А.А. Григорян, П.А. Коновалов, В.И. Крутов, Н.С. Никифорова, Л.Р. Ставницер, В.И. Шейнин; канд. техн. наук: А.Г. Алексеев, Г.И. Бондаренко, В.Г. Буданов, Ф.Ф. Зехниев, М.Н. Ибрагимов, О.И. Игнатова, В.А. Ковалев, В.К. Когай, В.В. Михеев, В.С. Поляков, В.В. Семкин, В.Г. Федоровский, М.Л. Холмянский, О.А. Шулятьев; инженеры: А.Б. Мещанский, О.А. Мозгачева).

 

1. Область применения

 

Настоящий свод правил (далее – СП) распространяется на проектирование оснований вновь строящихся и реконструируемых зданий и сооружений в котлованах.

Примечание. Далее вместо термина “здания и сооружения” используется термин “сооружения”, в число которых входят также подземные сооружения.

 

Настоящий СП не распространяется на проектирование оснований гидротехнических сооружений, дорог, аэродромных покрытий, сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, а также оснований глубоких опор и фундаментов машин с динамическими нагрузками.

 

2. Нормативные ссылки

 

В настоящем СП приведены ссылки на следующие нормативные документы:

Федеральный закон от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ “О техническом регулировании”

Федеральный закон от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ “Технический регламент о безопасности зданий и сооружений”

СП 14.13330.2011 “СНиП II-7-81*. Строительство в сейсмических районах”

 

КонсультантПлюс: примечание.

Упоминаемый в данном документе СП 15.13330.2010 был впоследствии утвержден и издан с номером СП 15.13330.2012.

 

СП 15.13330.2010 “СНиП II-22-81*. Каменные и армокаменные конструкции”

СП 20.13330.2011 “СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия”

 

КонсультантПлюс: примечание.

Упоминаемый в данном документе СП 21.13330.2010 был впоследствии утвержден и издан с номером СП 21.13330.2012.

 

СП 21.13330.2010 “СНиП 2.01.09-91. Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах”

СП 24.13330.2011 “СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты”

 

КонсультантПлюс: примечание.

Упоминаемый в данном документе СП 25.13330.2010 был впоследствии утвержден и издан с номером СП 25.13330.2012.

 

СП 25.13330.2010 “СНиП 2.02.04-88. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах”

 

КонсультантПлюс: примечание.

Упоминаемый в данном документе СП 28.13330.2010 был впоследствии утвержден и издан с номером СП 28.13330.2012.

 

СП 28.13330.2010 “СНиП 2.03.11-85. Защита строительных конструкций от коррозии”

 

КонсультантПлюс: примечание.

Упоминаемый в данном документе СП 31.13330.2010 был впоследствии утвержден и издан с номером СП 31.13330.2012.

 

СП 31.13330.2010 “СНиП 2.04.02-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения”

 

КонсультантПлюс: примечание.

Упоминаемый в данном документе СП 32.13330.2010 был впоследствии утвержден и издан с номером СП 32.13330.2012.

 

СП 32.13330.2010 “СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения”

СП 35.13330.2011 “СНиП 2.05.03-84*. Мосты и трубы”

СНиП 2.06.03-85. Мелиоративные системы и сооружения

СНиП 2.06.14-85. Защита горных выработок от подземных и поверхностных вод

СНиП 2.06.15-85. Инженерная защита территории от затопления и подтопления

СНиП 3.01.03-84. Геодезические работы в строительстве

 

КонсультантПлюс: примечание.

Упоминаемый в данном документе СП 45.13330.2010 был впоследствии утвержден и издан с номером СП 45.13330.2012.

 

СП 45.13330.2010 “СНиП 3.02.01-87. Земляные сооружения, основания и фундаменты”

СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции

СНиП 3.04.01-87. Изоляционные и отделочные покрытия

 

КонсультантПлюс: примечание.

Упоминаемый в данном документе СП 47.13330.2010 был впоследствии утвержден и издан с номером СП 47.13330.2012.

 

СП 47.13330.2010 “СНиП 11-02-96. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения”

СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве

СП 48.13330.2011 “СНиП 12-01-2004. Организация строительства”

СНиП 23-01-99*. Строительная климатология

СП 63.13330.2010 “СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения”

СанПиН 2.1.7.1287-03. Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы

СанПиН 2.1.7.1322-03. Гигиенические требования к размещению и обезвреживанию отходов производства и потребления

ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 10650-72*. Торф. Метод определения степени разложения

ГОСТ 12248-96. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости

ГОСТ 12536-79. Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава

ГОСТ 19912-2001. Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием

ГОСТ 20276-99. Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

ГОСТ 20522-96. Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний

ГОСТ 22733-2002. Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности

ГОСТ 23061-90. Грунты. Методы радиоизотопных измерений плотности и влажности

ГОСТ 23161-78. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик просадочности

ГОСТ 23740-79. Грунты. Методы лабораторного определения содержания органических веществ

ГОСТ 24143-80. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик набухания и усадки

ГОСТ 24846-81. Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений

ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация

ГОСТ 27751-88*. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету

ГОСТ 30416-96. Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения

ГОСТ 30672-99. Грунты. Полевые испытания. Общие положения

Примечание. При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования – на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому указателю “Национальные стандарты”, который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим сводом правил следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

 

3. Термины и определения

 

Термины и определения приведены в Приложении А.

 

4. Общие положения

 

4.1. Настоящий СП основан на приведенных ниже допущениях и предусматривает, что:

исходные данные для проектирования должны собираться в необходимом и достаточном объеме, регистрироваться и интерпретироваться специалистами, обладающими соответствующими квалификацией и опытом;

проектирование должно выполняться специалистами, имеющими соответствующие квалификацию и опыт;

должны быть обеспечены координация и связь между специалистами по инженерным изысканиям, проектированию и строительству;

при производстве строительных изделий и выполнении работ на строительной площадке должен быть обеспечен соответствующий контроль качества;

строительные работы должны выполняться квалифицированным и опытным персоналом, удовлетворяющим требованиям стандартов и технических условий;

используемые материалы и изделия должны удовлетворять требованиям проекта и технических условий;

техническое обслуживание сооружения и связанных с ним инженерных систем должно обеспечивать его безопасность и рабочее состояние на весь срок эксплуатации;

сооружение должно использоваться по его назначению в соответствии с проектом.

4.2. Основания и фундаменты сооружений должны проектироваться на основе и с учетом:

а) результатов инженерных изысканий для строительства;

б) данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности сооружения и условия его эксплуатации;

в) нагрузок, действующих на фундаменты;

г) окружающей застройки и влияния на нее вновь строящихся и реконструируемых сооружений;

д) экологических и санитарно-эпидемиологических требований.

4.3. При проектировании оснований и фундаментов должны быть предусмотрены решения, обеспечивающие надежность, долговечность и экономичность на всех стадиях строительства и эксплуатации сооружений. Необходимо проводить технико-экономическое сравнение возможных вариантов проектных решений для выбора наиболее экономичного и надежного проектного решения, обеспечивающего наиболее полное использование прочностных и деформационных характеристик грунтов и физико-механических свойств материалов фундаментов и других подземных конструкций.

При разработке проектов производства работ и организации строительства должны выполняться требования по обеспечению надежности конструкций на всех стадиях их возведения.

4.4. Работы по проектированию следует вести в соответствии с техническим заданием на проектирование и необходимыми исходными данными (см. 4.2).

4.5. При проектировании следует учитывать уровень ответственности сооружения в соответствии с ГОСТ 27751: I – повышенный, II – нормальный, III – пониженный.

 

КонсультантПлюс: примечание.

Перечень видов работ, которые, в соответствии со статьей 55.8 Градостроительного кодекса РФ, вправе выполнять индивидуальный предприниматель или юридическое лицо только при наличии выданного саморегулируемой организацией свидетельства о допуске к таким работам, утв. Приказом Минрегиона РФ от 30.12.2009 N 624.

 

4.6. Инженерные изыскания для строительства, проектирование оснований и фундаментов и их устройство должны выполняться организациями, имеющими соответствующие допуски на эти виды работ.

4.7. Инженерные изыскания для строительства должны проводиться в соответствии с требованиями СП 47.13330, СП 11-102 [1], СП 11-104 [2], СП 11-105 [3], государственных стандартов и других нормативных документов по инженерным изысканиям и исследованиям грунтов для строительства.

Наименование грунтов оснований в отчетной документации по результатам инженерных изысканий и в проектной документации следует принимать по ГОСТ 25100.

4.8. Результаты инженерных изысканий должны содержать данные, необходимые и достаточные для выбора типа основания, фундаментов и подземных сооружений и проведения их расчетов по предельным состояниям с учетом прогноза возможных изменений (в процессе строительства и эксплуатации) инженерно-геологических условий площадки строительства и свойств грунтов, а также вида и объема инженерных мероприятий, необходимых для ее освоения.

Проектирование без соответствующих результатов инженерных изысканий или при их недостаточности не допускается.

Примечание. При строительстве в условиях окружающей застройки инженерные изыскания следует предусматривать не только для вновь строящихся или реконструируемых сооружений, но и для окружающей застройки, попадающей в зону их влияния.

 

4.9. Для выбора типа основания и фундаментов, назначения расчетной схемы взаимодействия конструкций сооружения с основанием, уточнения требований к предельным деформациям основания фундаментов проектируемого сооружения, геотехнического прогноза его влияния на окружающую застройку и т.д. необходимо учитывать конструктивные решения проектируемого сооружения, последовательность его возведения и условия последующей эксплуатации.

4.10. При проектировании необходимо учитывать местные условия строительства, а также имеющийся опыт проектирования, строительства и эксплуатации сооружений в аналогичных инженерно-геологических и экологических условиях и указания территориальных норм. Для этого необходимо иметь данные об инженерно-геологических и инженерно-экологических условиях этого района и характерных особенностях окружающей застройки, о применяемых конструкциях возводимых сооружений, нагрузках, типах и размерах фундаментов, давлениях на грунты основания и о наблюдавшихся деформациях оснований сооружений. Следует также учитывать данные о производственных возможностях строительных организаций и парке оборудования, ожидаемых климатических условиях на весь период строительства. Указанные данные могут оказаться решающими при выборе типа фундаментов (например, на естественном основании или свайные), глубины их заложения, метода подготовки основания и пр.

Данные о климатических условиях района строительства должны приниматься в соответствии со СНиП 23-01.

4.11. При проектировании оснований и фундаментов сооружений необходимо соблюдать требования нормативных документов по организации строительства (СП 48.13330), земляным работам (СП 45.13330), геодезическим работам (СНиП 3.01.03), технике безопасности (СНиП 12-03) и т.п.

4.12. При возведении нового объекта или реконструкции существующего сооружения на застроенной территории необходимо учитывать его воздействие на окружающую застройку с целью предотвращения недопустимых дополнительных деформаций.

Зону влияния проектируемого объекта нового строительства или реконструируемого сооружения и прогнозируемые дополнительные деформации оснований и фундаментов сооружений окружающей застройки определяют расчетом в соответствии с указаниями раздела 9.

4.13. В проектах оснований и фундаментов вновь возводимых или реконструируемых сооружений, в том числе при их расположении в условиях окружающей застройки, необходимо предусматривать проведение геотехнического мониторинга. Состав, объемы и методы геотехнического мониторинга в зависимости от уровня ответственности сооружений, сложности инженерно-геологических условий и других факторов установлены в разделе 12.

Геотехнический мониторинг должен также предусматриваться в случае применения новых или недостаточно изученных конструкций сооружений или их фундаментов, а также если в задании на проектирование имеются специальные требования по проведению натурных наблюдений.

4.14. При проектировании оснований и фундаментов уникальных зданий и сооружений или их реконструкции, а также сооружений I уровня ответственности, в том числе реконструируемых, в условиях окружающей застройки необходимо предусматривать научно-техническое сопровождение строительства.

Научно-техническое сопровождение представляет собой комплекс работ научно-аналитического, методического, информационного, экспертно-контрольного и организационного характера, осуществляемых в процессе изысканий, проектирования и строительства в целях обеспечения надежности сооружений с учетом применения нестандартных расчетных методов, конструктивных и технологических решений. Для выполнения научно-технического сопровождения допускается привлекать только специализированные организации.

4.15. Состав работ по научно-техническому сопровождению инженерных изысканий, проектирования и строительства оснований, фундаментов и подземных частей сооружений должен определяться генеральным проектировщиком и согласовываться заказчиком строительства. В состав работ научно-технического сопровождения следует включать:

разработку рекомендаций к программе инженерно-геологических и инженерно-экологических изысканий;

оценку и анализ материалов инженерных изысканий;

разработку нестандартных методов расчета и анализа;

оценку геологических рисков;

прогноз состояния оснований и фундаментов проектируемого объекта с учетом всех возможных видов воздействий;

геотехнический прогноз влияния строительства на окружающую застройку, геологическую среду и экологическую обстановку;

разработку программы геотехнического и экологического мониторинга;

выявление возможных сценариев аварийных ситуаций;

разработку технологических регламентов на специальные виды работ;

выполнение опытно-исследовательских работ;

обобщение и анализ результатов всех видов геотехнического мониторинга, их сопоставление с результатами прогноза;

оперативную разработку рекомендаций или корректировку проектных решений на основании данных геотехнического мониторинга при выявлении отклонений от результатов прогноза.

4.16. Программа и результаты инженерных изысканий, проектная документация на основания, фундаменты и конструкции подземных частей вновь возводимых (реконструируемых) сооружений, включая ограждения котлованов, а также результаты геотехнического прогноза и программа геотехнического мониторинга должны проходить геотехническую экспертизу для следующих сооружений:

уникальных;

с подземной частью глубиной заложения более 5 м;

в зоне влияния которых расположены сооружения окружающей застройки;

размещаемых на территориях с возможным развитием опасных инженерно-геологических процессов.

Примечание. Геотехническая экспертиза должна осуществляться специализированными организациями, имеющими соответствующую аккредитацию на право проведения негосударственной экспертизы.

 

4.17. При проектировании фундаментов и подземных сооружений из монолитного, сборного бетона или железобетона, каменной или кирпичной кладки следует руководствоваться СП 63.13330, СП 15.13330, СП 28.13330, СНиП 3.03.01, СНиП 3.04.01.

4.18. Применяемые при строительстве материалы, изделия и конструкции должны удовлетворять требованиям проекта, соответствующих стандартов и технических условий. Замена предусмотренных проектом материалов, изделий и конструкций допускается только по согласованию с проектной организацией и заказчиком.

4.19. При проектировании оснований должна быть предусмотрена срезка плодородного слоя почвы для последующего использования в целях восстановления (рекультивации) нарушенных или малопродуктивных сельскохозяйственных земель, озеленения района застройки и т.п.

4.20. На участках, где по данным инженерно-экологических изысканий имеются выделения газов (радона, метана и др.), должны быть предусмотрены мероприятия по изоляции соприкасающихся с грунтом конструкций или способствующие снижению концентрации газов в соответствии с требованиями СанПиН 2.1.7.1287.

 

5. Проектирование оснований

 

5.1. Общие указания

 

5.1.1. Проектирование оснований включает обоснованный расчетом выбор:

типа основания (естественное или искусственное);

типа, конструкции, материала и размеров фундаментов (мелкого или глубокого заложения; ленточные, столбчатые, плитные и др.; железобетонные, бетонные, из каменной или кирпичной кладки и др.);

мероприятий, указанных в подразделе 5.9, применяемых при необходимости снижения влияния деформаций оснований на эксплуатационную надежность сооружений;

мероприятий, применяемых для снижения деформаций окружающей застройки.

5.1.2. Основания должны рассчитываться по двум группам предельных состояний: первой – по несущей способности и второй – по деформациям.

К первой группе предельных состояний относятся состояния, приводящие сооружение и основание к полной непригодности к эксплуатации (потеря устойчивости формы и положения; хрупкое, вязкое или иного характера разрушение; резонансные колебания; чрезмерные деформации основания и т.п.).

Ко второй группе предельных состояний относятся состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию сооружения или снижающие его долговечность вследствие недопустимых перемещений (осадок, подъемов, прогибов, кренов, углов поворота, колебаний, трещин и т.п.).

Основания рассчитывают по деформациям во всех случаях, за исключением указанных в 5.6.52, а по несущей способности – в случаях, указанных в 5.1.3.

5.1.3. Расчет оснований по несущей способности должен производиться в случаях, если:

а) на основание передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций, углубление подвалов реконструируемых сооружений и т.п.), в том числе сейсмические;

б) сооружение расположено на откосе или вблизи откоса;

в) сооружение расположено вблизи котлована или подземной выработки;

г) основание сложено дисперсными грунтами, указанными в 5.7.5;

д) основание сложено скальными грунтами;

е) сооружение относится к I уровню ответственности (ГОСТ 27751);

ж) увеличивается нагрузка на основание при реконструкции сооружений.

Расчет оснований по несущей способности в случаях, перечисленных в подпунктах а, б и в 5.1.3, следует производить с учетом конструктивных мероприятий, предусмотренных для предотвращения смещения проектируемого фундамента.

Если проектом предусматривается возможность возведения сооружения непосредственно после устройства фундаментов до обратной засыпки грунтом пазух котлованов, следует производить проверку несущей способности основания, учитывая нагрузки, действующие в процессе строительства.

5.1.4. Сооружение и его основание должны рассматриваться в единстве, т.е. должно учитываться взаимодействие сооружения с основанием. Для совместного расчета сооружения и основания могут быть использованы аналитические, численные и другие методы (в том числе метод конечных элементов, метод конечных разностей, метод граничных элементов и др.).

5.1.5. Целью расчета оснований по предельным состояниям является выбор технического решения фундаментов, обеспечивающего невозможность достижения основанием предельных состояний, указанных в 5.1.2. При этом должны учитываться не только нагрузки от проектируемого сооружения, но также возможное неблагоприятное влияние внешней среды, приводящее к изменению физико-механических свойств грунтов (например, под влиянием поверхностных или подземных вод, климатических факторов, различного вида тепловых источников, техногенных воздействий и т.д.). К изменению влажности особенно чувствительны просадочные, набухающие и засоленные грунты, к изменению температурного режима – набухающие и пучинистые грунты.

5.1.6. Расчетная схема системы “сооружение – основание” или “фундамент – основание” должна выбираться с учетом наиболее существенных факторов, определяющих напряженное состояние и деформации основания и конструкций сооружения (конструктивной схемы сооружения, особенностей его возведения, геологического строения и свойств грунтов основания, возможности их изменения в процессе строительства и эксплуатации сооружения и т.д.). Рекомендуется учитывать пространственную работу конструкций, геометрическую и физическую нелинейность, анизотропию, пластические и реологические свойства материалов и грунтов, развитие областей пластических деформаций под фундаментом.

Допускается использовать вероятностные методы расчета, учитывающие статистическую неоднородность оснований, случайную природу нагрузок, воздействий и свойств материалов конструкций.

5.1.7. Результаты инженерно-геологических изысканий должны содержать сведения о:

местоположении территории предполагаемого строительства, ее рельефе, климатических и сейсмических условиях и ранее выполненных инженерных изысканиях;

инженерно-геологическом строении площадки строительства с описанием в стратиграфической последовательности напластований грунтов, формы залегания грунтовых образований, их размеров в плане и по глубине, возраста, происхождения и классификационных наименований грунтов и с указанием выделенных инженерно-геологических элементов (ГОСТ 25100);

гидрогеологических условиях площадки с указанием наличия, толщины и расположения водоносных горизонтов и режима подземных вод, отметок появившихся и установившихся уровней подземных вод, амплитуды их сезонных и многолетних колебаний, расходов воды, сведений о фильтрационных характеристиках грунтов, а также сведений о химическом составе подземных вод и их агрессивности по отношению к материалам подземных конструкций;

наличии специфических грунтов (см. раздел 6);

наблюдаемых неблагоприятных геологических и инженерно-геологических процессах (карст, оползни, подтопление, суффозия, горные подработки, температурные аномалии и др.);

физико-механических характеристиках грунтов;

возможном изменении гидрогеологических условий и физико-механических свойств грунтов в процессе строительства и эксплуатации сооружения.

5.1.8. В состав физико-механических характеристик грунтов входят:

плотность грунта и его частиц и влажность (ГОСТ 5180 и ГОСТ 30416);

коэффициент пористости;

гранулометрический состав для крупнообломочных грунтов и песков (ГОСТ 12536);

влажность на границах пластичности и текучести, число пластичности и показатель текучести для глинистых грунтов (ГОСТ 5180);

угол внутреннего трения, удельное сцепление, модуль деформации и коэффициент поперечной деформации грунтов (ГОСТ 12248, ГОСТ 20276, ГОСТ 30416 и ГОСТ 30672);

временное сопротивление при одноосном сжатии, показатели размягчаемости и растворимости для скальных грунтов (ГОСТ 12248).

Для специфических грунтов, особенности проектирования оснований которых изложены в разделе 6, и при проектировании оснований подземных частей сооружений (см. раздел 9) и оснований высотных сооружений (см. раздел 10) дополнительно должны быть определены характеристики, указанные в этих разделах. По специальному заданию дополнительно могут быть определены и другие характеристики грунтов, необходимые для расчетов.

В отчете об инженерно-геологических изысканиях необходимо указывать применяемые методы лабораторных и полевых определений характеристик грунтов и методы обработки результатов исследований.

5.1.9. К отчету об инженерно-геологических изысканиях прилагают: колонки грунтовых выработок и инженерно-геологические разрезы с указанием на них мест отбора проб грунтов и пунктов полевых испытаний, а также уровней подземных вод; таблицы и ведомости показателей физико-механических характеристик грунтов, их нормативных и расчетных значений; графики полевых и лабораторных испытаний грунтов; ведомости химических анализов подземных вод и их агрессивности к бетону и металлам.

 

5.2. Нагрузки и воздействия,

учитываемые в расчетах оснований

 

5.2.1. Нагрузки и воздействия на основания, передаваемые фундаментами сооружений, должны устанавливаться расчетом, как правило, исходя из рассмотрения совместной работы сооружения и основания.

Учитываемые при этом нагрузки и воздействия на основание, сооружение или отдельные конструктивные элементы, коэффициенты надежности по нагрузке, а также возможные сочетания нагрузок должны приниматься согласно требованиям СП 20.13330, за исключением оговоренных в настоящем СП.

Нагрузки на основание допускается определять без учета их перераспределения надфундаментной конструкцией при расчете:

а) оснований сооружений III уровня ответственности;

б) общей устойчивости массива грунта основания совместно с сооружением;

в) средних значений осадок основания фундаментов;

г) деформаций основания при привязке типового проекта к местным грунтовым условиям.

5.2.2. Все расчеты оснований должны производиться на расчетные значения нагрузок, которые определяют как произведение нормативных нагрузок на коэффициент надежности по нагрузке , устанавливаемый в зависимости от группы предельного состояния.

Коэффициент надежности по нагрузке  принимают при расчете оснований:

по первой группе предельных состояний (по несущей способности) – по СП 20.13330, за исключением оговоренных в настоящем СП;

по второй группе предельных состояний (по деформациям) – равным единице.

5.2.3. Расчет оснований по деформациям должен производиться на основное сочетание нагрузок; по несущей способности – на основное сочетание, а при наличии особых нагрузок и воздействий – на основное и особое сочетания.

При этом нагрузки на перекрытия и снеговые нагрузки, которые согласно СП 20.13330 могут относиться как к длительным, так и к кратковременным, при расчете оснований по несущей способности считают кратковременными, а при расчете по деформациям – длительными. Нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования в обоих случаях считают кратковременными.

5.2.4. В расчетах оснований необходимо учитывать нагрузки от складируемого материала и оборудования, размещаемых вблизи фундаментов.

5.2.5. Усилия в конструкциях, вызываемые климатическими температурными воздействиями, при расчете оснований по деформациям допускается не учитывать, если расстояние между температурно-осадочными швами не превышает значений, указанных в строительных нормах и правилах по проектированию соответствующих конструкций.

5.2.6. Нагрузки, воздействия, их сочетания и коэффициенты надежности по нагрузке при расчете опор мостов и труб под насыпями должны приниматься в соответствии с требованиями СП 35.13330.

 

5.3. Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов

 

5.3.1. Основными параметрами механических свойств грунтов, определяющими несущую способность оснований и их деформации, являются прочностные и деформационные характеристики грунтов (угол внутреннего трения , удельное сцепление c, предел прочности на одноосное сжатие скальных грунтов , модуль деформации E и коэффициент поперечной деформации  грунтов). Допускается применять другие параметры, характеризующие взаимодействие фундаментов с грунтом основания и установленные опытным путем (удельные силы пучения при промерзании, коэффициенты жесткости основания и пр.).

Примечание. Далее, за исключением специально оговоренных случаев, под термином “характеристики грунтов” понимают не только механические, но и физические характеристики грунтов, а также упомянутые в настоящем пункте параметры.

 

5.3.2. Характеристики грунтов природного сложения, а также искусственного происхождения должны определяться для сооружений I и II уровней ответственности на основе их непосредственных испытаний в полевых и лабораторных условиях с учетом возможного изменения влажности грунтов в процессе строительства и эксплуатации сооружений, так как для не полностью водонасыщенных  глинистых грунтов и пылеватых песков, а также специфических грунтов возможно снижение их прочностных и деформационных характеристик вследствие повышения влажности. Для определения прочностных характеристик  и c грунтов, для которых прогнозируется повышение влажности, образцы грунтов предварительно насыщают водой до значений влажности, соответствующих прогнозу. При определении модуля деформации в полевых условиях допускается проводить испытания грунта при природной влажности с последующей корректировкой полученного значения модуля деформации на основе компрессионных испытаний. В отчетных материалах следует приводить совместный анализ результатов выполненных полевых и лабораторных исследований.

5.3.3. Наиболее достоверными методами определения деформационных характеристик дисперсных грунтов являются полевые испытания статическими нагрузками в шурфах, дудках или котлованах с помощью плоских горизонтальных штампов площадью 2500 – 5000 см2, а также в скважинах или в массиве с помощью плоского штампа или винтовой лопасти-штампа площадью 600 см2 (ГОСТ 20276).

5.3.4. Модули деформации E песчаных и глинистых грунтов, не обладающих выраженной анизотропией их свойств в горизонтальном и вертикальном направлениях, могут быть определены по испытаниям прессиометрами в скважинах или массиве (ГОСТ 20276).

5.3.5. Модули деформации E песков и глинистых грунтов могут быть определены методом статического зондирования, а песков (кроме пылеватых водонасыщенных) – методом динамического зондирования (ГОСТ 19912), используя таблицы, приведенные в СП 11-105 (ч. I) [3], или региональные таблицы, приведенные в территориальных строительных нормах.

Для сооружений I и II уровней ответственности значения модуля деформации E по данным зондирования должны уточняться на основе их сопоставления с результатами параллельно проводимых испытаний того же грунта штампами, прессиометрами (см. 5.3.3, 5.3.4), а также в приборах трехосного сжатия (ГОСТ 12248). Для зданий и сооружений III уровня ответственности допускается определять значения E только по результатам зондирования, используя таблицы, приведенные в СП 11-105 (ч. I) [3], а при наличии статистически обоснованных региональных данных, приведенных в территориальных строительных нормах, и для сооружений II уровня ответственности.

5.3.6. В лабораторных условиях модули деформации глинистых грунтов могут быть определены в компрессионных приборах и приборах трехосного сжатия (ГОСТ 12248).

Для сооружений I и II уровней ответственности значения E по лабораторным данным должны уточняться на основе их сопоставления с результатами параллельно проводимых испытаний того же грунта штампами, прессиометрами (см. 5.3.3, 5.3.4), а также в приборах трехосного сжатия. Для сооружений III уровня ответственности допускается определять значения E только по результатам компрессионных испытаний, корректируя их с помощью повышающих коэффициентов , приведенных в таблице 5.1. Эти коэффициенты распространяются на четвертичные глинистые грунты с показателем текучести , при этом значения модуля деформации по компрессионным испытаниям следует вычислять в интервале давлений 0,1 – 0,2 МПа, а значение коэффициента , учитывающего отсутствие поперечных деформаций грунтов, принимать в соответствии с рекомендациями ГОСТ 12248.

Примечание. При наличии статистически обоснованных региональных данных, приведенных в территориальных строительных нормах, значения  могут применяться для сооружений II уровня ответственности.

 

Таблица 5.1

 

┌──────────┬──────────────────────────────────────────────────────────────┐

│Вид грунта│Значения коэффициента m  при коэффициенте пористости e, равном│

│          │                       k                                      │

│          ├────────────┬─────────┬─────────┬─────────┬──────────┬────────┤

│          │0,45 – 0,55 │  0,65   │  0,75   │  0,85   │   0,95   │  1,05  │

├──────────┼────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼──────────┼────────┤

│Супеси    │     4      │   3,5   │    3    │    2    │    –     │   –    │

│Суглинки  │     5      │   4,5   │    4    │    3    │   2,5    │   2    │

│Глины     │     –      │    6    │    6    │   5,5   │    5     │  4,5   │

├──────────┴────────────┴─────────┴─────────┴─────────┴──────────┴────────┤

│    Примечание. Для  промежуточных  значений  e коэффициент m  определяют│

│                                                             k           │

│интерполяцией.                                                           │

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

5.3.7. Вертикальные нагрузки при испытании грунтов штампами, прессиометрами и в компрессионных приборах необходимо назначать с учетом давления, передаваемого на основание сооружением, и глубины отбора образцов грунта для лабораторных испытаний.

При строительстве зданий и сооружений I уровня ответственности при проведении испытаний необходимо предусматривать разгрузку и повторное нагружение грунта и вычислять модуль деформации по первичной E и вторичной  ветвям нагружения.

5.3.8. Прочностные характеристики дисперсных грунтов  и c могут быть получены путем испытаний грунтов лабораторными методами на срез или трехосное сжатие (ГОСТ 12248).

В полевых условиях значения  и c могут быть получены испытаниями на срез целиков грунта в шурфах или котлованах (ГОСТ 20276).

5.3.9. Для учета возможности возникновения нестабилизированного состояния медленно уплотняющихся водонасыщенных глинистых, органоминеральных и органических грунтов необходимо определять недренированную прочность основания  по результатам неконсолидированно-недренированных трехосных испытаний (ГОСТ 12248).

В полевых условиях  может быть определено методом вращательного среза (крыльчатка) в скважинах или в массиве (ГОСТ 20276).

5.3.10. Значения  и c песков и глинистых грунтов для сооружений II и III уровней ответственности могут быть определены полевыми методами поступательного и кольцевого среза в скважинах (ГОСТ 20276). При этом для сооружений II уровня ответственности полученные значения  и c должны уточняться на основе их сопоставления с результатами параллельно проводимых испытаний того же грунта методами, указанными в 5.3.8.

Примечание. При наличии статистически обоснованных региональных данных, приведенных в территориальных строительных нормах, значения  и c могут назначаться по данным зондирования для сооружений II уровня ответственности.

 

5.3.11. Значения  и c песков и глинистых грунтов могут быть определены методом статического зондирования, а песков (кроме пылеватых водонасыщенных) – методом динамического зондирования (ГОСТ 19912), используя таблицы, указанные в 5.3.5.

Для сооружений I и II уровней ответственности полученные зондированием значения  и c должны уточняться на основе их сопоставления с результатами параллельно проводимых испытаний того же грунта методами, указанными в 5.3.8.

5.3.12. Указанные в 5.3.5 – 5.3.6 методы определения модуля деформации и в 5.3.10 – 5.3.11 методы определения прочностных характеристик допускается при соответствующем обосновании применять без параллельного проведения испытаний методами, указанными в 5.3.3 – 5.3.4 и 5.3.8, для сооружений II уровня ответственности, приведенных в таблице 5.11.

5.3.13. Предел прочности на одноосное сжатие скальных грунтов определяют в соответствии с ГОСТ 12248.

5.3.14. Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов устанавливают на основе статистической обработки результатов испытаний по методике, изложенной в ГОСТ 20522.

5.3.15. Все расчеты оснований должны выполняться с использованием расчетных значений характеристик грунтов X, определяемых по формуле

 

, (5.1)

 

где  – нормативное значение данной характеристики;

– коэффициент надежности по грунту.

Коэффициент надежности по грунту при вычислении расчетных значений прочностных характеристик , c и  дисперсных грунтов и  скальных грунтов, а также плотности грунта  устанавливают в зависимости от изменчивости этих характеристик, числа определений и значения доверительной вероятности  (ГОСТ 20522).

Для прочих характеристик грунта допускается принимать  равным 1.

Примечание. Расчетное значение удельного веса грунта  определяют умножением расчетного значения плотности грунта  на ускорение свободного падения g.

 

5.3.16. Доверительную вероятность расчетных значений характеристик грунтов  принимают равной при расчетах оснований по первой группе предельных состояний 0,95, по второй группе – 0,85.

При соответствующем обосновании для сооружений I уровня ответственности допускается принимать большую доверительную вероятность расчетных значений характеристик грунтов, чем указано выше.

Примечания. 1. Расчетные значения характеристик грунтов, соответствующие различным значениям доверительной вероятности (для расчетов по первой и второй группам предельных состояний), должны приводиться в отчетах по инженерно-геологическим изысканиям.

2. Расчетные значения характеристик грунтов , c, и для расчетов по несущей способности обозначают , ,  и , а по деформациям – , ,  и .

 

5.3.17. Число определений характеристик грунтов, необходимое для вычисления их нормативных и расчетных значений, должно устанавливаться в зависимости от степени неоднородности грунтов основания, требуемой точности вычисления характеристики и уровня ответственности сооружения и указываться в программе исследований. Следует учитывать, что увеличение числа определений характеристик грунтов приводит к повышению их расчетных значений и, следовательно, к более экономичным проектным решениям.

Число одноименных частных определений для каждого выделенного на площадке инженерно-геологического или расчетного грунтового элемента (ГОСТ 20522) должно быть не менее десяти для физических характеристик и не менее шести – для механических характеристик. При определении модуля деформации по результатам испытаний грунтов в полевых условиях штампом допускается ограничиваться результатами трех испытаний (или двух, если они отклоняются от среднего не более чем на 25%).

5.3.18. Для предварительных расчетов оснований сооружений I и II уровней ответственности, а также для окончательных расчетов оснований сооружений III уровня ответственности и опор воздушных линий электропередачи независимо от их уровня ответственности допускается определять нормативные и расчетные значения прочностных и деформационных характеристик грунтов по таблицам Приложения Б в зависимости от их физических характеристик. При соответствующем обосновании допускается использовать данные таблиц Приложения Б для окончательных расчетов сооружений II уровня ответственности, приведенных в таблице 5.11.

Примечания. 1. Нормативные значения угла внутреннего трения , удельного сцепления  и модуля деформации E допускается принимать по таблицам Приложения Б. Расчетные значения характеристик в этом случае принимают при следующих значениях коэффициента надежности по грунту:

в расчетах оснований по деформациям ……………….. ;

в расчетах оснований по несущей способности:

для удельного сцепления ………………………… ;

для угла внутреннего трения песчаных грунтов ……… ;

то же, глинистых грунтов ……………………….. .

2. Для отдельных районов допускается вместо таблиц Приложения Б пользоваться региональными таблицами характеристик грунтов, специфических для этих районов, приведенными в территориальных строительных нормах.

 

5.4. Подземные воды

 

5.4.1. При проектировании оснований, фундаментов и подземных сооружений в условиях нового строительства или реконструкции необходимо учитывать гидрогеологические условия площадки и возможность их изменения в процессе строительства и эксплуатации сооружения, а именно:

естественные сезонные и многолетние колебания уровней подземных вод;

техногенные изменения уровней подземных вод и возможность образования “верховодки”;

высоту зоны капиллярного подъема над уровнем подземных вод в пылеватых песках и глинистых грунтах;

степень агрессивности подземных вод по отношению к материалам подземных конструкций и коррозионную агрессивность грунтов по результатам инженерно-геологических изысканий с учетом технологических особенностей производства.

5.4.2. Для оценки степени воздействия сооружения на режим подземных вод застраиваемой и прилегающей к ней территорий необходимо выполнить прогноз изменения гидрогеологических условий для стадии строительства и эксплуатации.

5.4.3. Прогноз изменения гидрогеологических условий должен выполняться для сооружений I и II уровней ответственности с учетом изменений факторов, оказывающих влияние на формирование многолетнего режима подземных вод, методами математического моделирования, аналитическими и др. Для выполнения указанных исследований необходимо привлекать специализированные организации.

5.4.4. При выполнении прогноза изменений гидрогеологических условий должны быть выявлены режимообразующие факторы, которые следует подразделять на региональные и локальные.

Региональные факторы включают: подпор подземных вод от рек, каналов и других водоемов, от утечек предприятий, полей фильтрации станций аэрации; образование воронок депрессии как следствие работы водозаборов подземных вод, дренажей, систем осушения сооружений метрополитена, карьеров и пр.

Локальные факторы включают: подпор подземных вод от барражного эффекта, созданного подземными сооружениями (в том числе свайными полями), от инфильтрации за счет утечек из водонесущих коммуникаций окружающей застройки; образование депрессионных воронок от действия различных видов дренажей при строительстве и эксплуатации сооружений.

5.4.5. Для получения достоверных прогнозных оценок изменений гидрогеологических условий при проектировании сооружений I и II уровней ответственности следует использовать результаты режимных наблюдений за подземными водами (на застраиваемой и прилегающей территориях), а также выполнить комплекс опытно-фильтрационных работ по определению фильтрационных параметров водоносных горизонтов, влияющих на изменения гидрогеологической обстановки в районе нового строительства.

5.4.6. Оценку возможных естественных сезонных и многолетних колебаний уровня подземных вод производят на основе данных многолетних режимных наблюдений по государственной стационарной сети с использованием результатов краткосрочных наблюдений, в том числе разовых замеров уровня подземных вод, выполняемых при инженерных изысканиях на площадке строительства.

5.4.7. Для разработки проектов сооружений и производства земляных работ необходимы данные о среднем многолетнем положении уровня подземных вод и их максимальном и минимальном уровнях за период наблюдений, а также о продолжительности стояния паводковых (весенних и летне-осенних) уровней подземных вод.

5.4.8. По характеру подтопления следует выделять естественно или техногенно подтопленные территории (с глубинами залегания уровня подземных вод менее 3 м) и неподтопленные.

Основными факторами подтопления являются: при строительстве – изменение условий поверхностного стока при вертикальной планировке территории, длительный разрыв между выполнением земляных и строительных работ; при эксплуатации – инфильтрация утечек, уменьшение испарения под зданиями и покрытиями и т.д.

5.4.9. По характеру техногенного воздействия неподтопленные застраиваемые территории подразделяют на: неподтопляемые, потенциально подтопляемые и осушаемые.

Неподтопляемые территории – территории, на которых вследствие благоприятных природных условий (наличие проницаемых грунтов большой толщины, глубокое положение уровня подземных вод, дренированность территории) и благоприятных техногенных условий (отсутствие или незначительные утечки из коммуникаций, незначительный барражный эффект) не происходит заметного увеличения влажности грунтов основания и повышения уровня подземных вод.

Потенциально подтопляемые территории – территории, на которых вследствие неблагоприятных природных и техногенных условий в результате их строительного освоения или в период эксплуатации возможно повышение уровня подземных вод, вызывающее нарушение условий нормальной эксплуатации сооружений, что требует проведения защитных мероприятий и устройства дренажей.

Осушаемые территории – территории, на которых происходит понижение уровня подземных вод в результате действия водоотлива в период строительства и действия дренажей в период эксплуатации сооружения, что вызывает оседание земной поверхности и может явиться причиной деформаций сооружений.

5.4.10. Оценка потенциальной подтопляемости территории выполняется на основе прогноза изменения гидрогеологических условий с учетом инженерно-геологических условий площадки строительства и прилегающих территорий, конструктивных и технологических особенностей проектируемых (реконструируемых) сооружений и окружающей застройки.

5.4.11. Для сооружений I и II уровней ответственности следует выполнить количественный прогноз изменения уровня подземных вод с учетом техногенных факторов на основе специальных комплексных исследований, включающих не менее годового цикла стационарных наблюдений за режимом подземных вод. Для выполнения указанных исследований необходимо привлекать специализированные организации.

5.4.12. При подъеме уровня подземных вод следует учитывать возможность развития дополнительных осадок основания вследствие ухудшения деформационных и прочностных характеристик грунтов при их водонасыщении и изменения напряженного состояния сжимаемой толщи в результате гидростатического и гидродинамического взвешивания.

5.4.13. Техногенное изменение уровня подземных вод на застраиваемой территории зависит от функционального назначения территории: промышленные зоны, селитебные зоны с плотной, смешанной и низкоплотной застройкой, территории, занятые парками и лесами, и т.п. и характеризуется величиной инфильтрационного питания грунтовой толщи W, мм/год, которая определяется по формуле

 

, (5.2)

 

где m – степень закрытости территории непроницаемыми покрытиями (асфальт, крыши и т.д.);

– инфильтрационное питание, обусловленное естественным фоном инфильтрации, мм/год;

– инфильтрационное питание, обусловленное техногенными факторами, мм/год.

Инфильтрационное питание  зависит от предполагаемого водопотребления на застраиваемой территории.

Потери водопотребления, участвующие в формировании питания подземных вод, на территории селитебных районов составляют в среднем 3,6% суммарного водопотребления. Для промышленных зон эти потери зависят от характера водопотребления производства и продолжительности его эксплуатации и составляют от 4 до 6% расхода воды.

5.4.14. Для сооружений I и II уровней ответственности количественный прогноз изменений гидрогеологических условий территории производится для:

расчета водопритоков в котлован;

оценки устойчивости основания и откосов котлована, а также возможности проявления суффозионных процессов;

обоснования необходимости устройства противофильтрационной завесы и ее глубины;

оценки влияния дренажа на прилегающие территории с определением размеров депрессионной воронки;

оценки барражного эффекта;

расчета давления подземных вод на заглубленную часть сооружения;

расчета оседания земной поверхности;

расчета водопритоков к дренажу и определения зоны его влияния;

оценки высоты зоны капиллярного подъема.

5.4.15. Если при прогнозируемом уровне подземных вод возможно ухудшение физико-механических свойств грунтов основания, развитие неблагоприятных геологических и инженерно-геологических процессов, нарушение условий нормальной эксплуатации подземных частей сооружений и т.п., то в проекте должны предусматриваться соответствующие защитные мероприятия, в частности:

гидроизоляция подземных конструкций;

мероприятия, ограничивающие подъем уровня подземных вод, снижающие или исключающие утечки из водонесущих коммуникаций и т.п. (дренаж, противофильтрационные завесы, устройство специальных защитных каналов для коммуникаций и т.д.);

мероприятия, препятствующие механической или химической суффозии грунтов (устройство ограждения котлована, закрепление грунтов);

устройство стационарной сети наблюдательных скважин для контроля над развитием процесса подтопления, своевременное устранение утечек из водонесущих коммуникаций и т.д.

Выбор одного из указанных мероприятий или их комплекса должен производиться на основе технико-экономического анализа с учетом прогнозируемого уровня подземных вод, конструктивных и технологических особенностей проектируемого сооружения, его уровня ответственности и расчетного срока эксплуатации, стоимости и надежности водозащитных мероприятий и т.п.

В необходимых случаях на стадии строительства и эксплуатации сооружения следует осуществлять мониторинг изменения гидрогеологических условий для контроля над возможным процессом подтопления или осушения, своевременным предотвращением утечек из водонесущих коммуникаций, прекращением или уменьшением объема откачек и т.д.

5.4.16. Если подземные воды или промышленные стоки агрессивны по отношению к материалам заглубленных конструкций или могут повысить коррозийную агрессивность грунтов, следует предусматривать антикоррозионные мероприятия в соответствии с требованиями СП 28.13330.