«СИСТЕМА НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ СВОД ПРАВИЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ ОСНОВАНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ СП 00-000-. Москва 200. ПРЕДИСЛОВИЕ РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-изыскательским ...»

СИСТЕМА НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

СВОД ПРАВИЛ

ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ

ОСНОВАНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

СП 00-000-……

Москва

200…

ПРЕДИСЛОВИЕ

РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-изыскательским и 1.

конструкторско-технологическим институтом оснований и подземных сооружений им. Н.М.

Герсеванова (НИИОСП) – филиалом ФГУП «НИЦ «Строительство».

ВНЕСЕН …………………………………….

2. ОДОБРЕН …………………………………..

3 ВВЕДЕН ……………………………………

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 1. Область применения 2. Нормативные ссылки 3. Определения 4. Общие положения 5. Проектирование оснований 5.1. Общие указания 5.2. Нагрузки и воздействия, учитываемые в расчетах оснований 5.3. Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов 5.4. Подземные воды 5.5. Глубина заложения фундаментов 5.6. Расчет оснований по деформациям 5.7. Расчет оснований по несущей способности 5.8. Особенности проектирования оснований при реконструкции сооружений 5.9. Мероприятия по уменьшению деформаций оснований и влияния их на сооружения 6. Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых на специфических грунтах и в особых условиях 6.1. Просадочные грунты 6.2. Набухающие грунты 6.3. Засоленные грунты 6.4. Органо-минеральные и органические грунты 6.5. Элювиальные грунты 6.6. Насыпные грунты 6.7. Намывные грунты 6.8. Пучинистые грунты 6.9. Закрепленные грунты 6.10. Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях 6.11. Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых на закарстованных территориях 6.12. Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых в сейсмических районах 6.13. Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых вблизи источников динамических воздействий 7. Особенности проектирования оснований опор воздушных линий электропередачи 8. Особенности проектирования оснований малоэтажных зданий 9. Особенности проектирования оснований подземных частей сооружений 10. Особенности проектирования оснований высотных зданий 11. Проектирование водопонижения 11.1. Водопонижение 11.2. Дренаж 12. Геотехнический мониторинг 13. Экологические требования при проектировании оснований Приложение А Определения Приложение Б Нормативные значения прочностных и деформационных характеристик грунтов Приложение В Расчетные сопротивления грунтов оснований Приложение Г Определение осадки основания фундамента методом линейно-деформируемого слоя Приложение Д Предельные деформации оснований фундаментов объектов нового строительства Приложение Е Категории состояния существующих сооружений Приложение Ж Предельные деформации оснований фундаментов реконструируемых сооружений Приложение И Физико-механические характеристики органо-минеральных и органических грунтов Приложение К Физико-механические характеристики элювиальных грунтов Приложение Л Предельные деформации оснований фундаментов сооружений окружающей застройки, расположенных в зоне влияния нового строительства или реконструкции Приложение М Основные буквенные обозначения Введение Свод правил по проектированию оснований зданий и сооружений разработан взамен СНиП 2.02.01-83*.

Свод правил содержит рекомендации 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 - филиалом ФГУП НИЦ «Строительство»

(доктора техн. наук В.П. Петрухин, Е.А. Сорочан и кандидат техн. наук И.В. Колыбин – руководители темы; доктора техн. наук: Б.В Бахолдин, А.А. Григорян, П.А. Коновалов, В.И.

Крутов, Н.С. Никифорова, Л.Р. Ставницер, В.И. Шейнин; кандидаты техн. наук:

Г.И. Бондаренко, В.Г. Буданов, Ф.Ф. Зехниев, М.Н. Ибрагимов, О.И. Игнатова, В.А. Ковалев, В.К. Когай, В.В. Михеев, B.C. Поляков, В.В. Семкин, В.Г. Федоровский, М.Л. Холмянский, О.А.

Шулятьев; инженеры: А.Б. Мещанский, О.А. Мозгачева).

СП 00-000-…….

СВОД ПРАВИЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ

Настоящий Свод правил (далее - СП) распространяется на проектирование оснований вновь строящихся и реконструируемых зданий и сооружений1 в открытых котлованах.

Далее вместо термина «здания и сооружения» используется термин «сооружения», в число которых входят также подземные сооружения.

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

В настоящем Своде правил приведены ссылки на следующие нормативные документы:

СНиП II-7 Строительство в сейсмических районах СНиП II-22 Каменные и армокаменные конструкции СНиП 2.01.07 Нагрузки и воздействия СНиП 2.01.09 Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах СНиП 2.02.01 Основания зданий и сооружений СНиП 2.02.02 Основания гидротехнических сооружений СНиП 2.02.04 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах СНиП 2.03.11 Защита строительных конструкций от коррозии СНиП 2.04.02 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения СНиП 2.04.03 Канализация. Наружные сети и сооружения СНиП 2.06.14 Защита горных выработок от подземных и поверхностных вод СНиП 2.06.15 Инженерная защита территории от затопления и подтопления СНиП 3.02.01 Земляные сооружения, основания и фундаменты СНиП 3.03.01 Несущие и ограждающие конструкции СНиП 3.04.01 Изоляционные и отделочные покрытия СНиП 11-02 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения СНиП 12-01 Организация строительства СНиП 23-01 Строительная климатология СНиП 52-01 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения СП 11-102 Инженерно-экологические изыскания для строительства СП 11-104 Инженерно-геодезические изыскания для строительства СП 11-105 Инженерно-геологические изыскания для строительства (ч. I-III) СП 50-102 Проектирование и устройство свайных фундаментов ГОСТ 5180 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик ГОСТ 10650 Торф. Метод определения степени разложения ГОСТ 12248 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости ГОСТ 12536 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) состава ГОСТ 19912 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием ГОСТ 20276 Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости ГОСТ 20522 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний ГОСТ 22733 Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности ГОСТ 23061 Грунты. Методы радиоизотопных измерений плотности и влажности ГОСТ 23161 Грунты. Метод лабораторного определения характеристик просадочности ГОСТ 23740 Грунты. Методы лабораторного определения содержания органических веществ ГОСТ 24143 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик набухания и усадки ГОСТ 24846 Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений ГОСТ 25100 Грунты. Классификация ГОСТ 27751 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету ГОСТ 30416 Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения ГОСТ 30672 Грунты. Полевые испытания. Общие положения Определения основных терминов приведены в приложении А.

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

- исходные данные для проектирования должны собираться в необходимом и достаточно объеме, регистрироваться и интерпретироваться специалистами, обладающими соответствующей квалификацией;

- проектирование должно выполняться специалистами, имеющими соответствующие квалификацию и опыт;

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

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

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

- используемые материалы и изделия должны удовлетворять требованиям проекта и техническим условиям;

- 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 требований;

4.3. При проектировании сооружений должны быть предусмотрены решения, обеспечивающие их надежность, долговечность и экономичность на всех стадиях строительства и эксплуатации. 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 (4.2).

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

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 СНиП 11-02, СП 11-102, СП 11-104, СП 11-105, государственных стандартов и других нормативных документов по инженерным изысканиям и исследованиям грунтов для строительства.

Наименование грунтов оснований в описаниях результатов изысканий и в проектной документации следует принимать по ГОСТ 25100.

4.8. Результаты инженерных изысканий должны содержать данные, необходимые 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 соответствующего инженерно-геологического, а также инженерноэкологического обоснований или при их недостаточности не допускается.

П р и м е ч а н и е - 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 и условия его 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. Для этого необходимо иметь данные об инженерно-геологических и инженерно-экологических условиях этого района и характерных особенностях окружающей застройке, 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 строительного производства (СНиП 12-01), земляным работам (СНиП 3.02.01), геодезическим работам, технике безопасности, правилам пожарной безопасности 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 их 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 т.ч. при их расположении в условиях окружающей застройки, необходимо предусматривать проведение натурных наблюдений (геотехнический мониторинг). Состав, объемы и методы геотехнического мониторинга устанавливают в зависимости от уровня ответственности сооружений и сложности инженерно-геологических условий (раздел 12).

Натурные наблюдения должны 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 измерений.

4.14. При проектировании оснований, фундаментов и конструкций подземной части уникальных сооружений, а также сооружений, для проектирования которых положений настоящего СП недостаточно для обеспечения надежности и безопасности, должны быть разработаны и согласованы в установленном порядке специальные технические условия (СТУ), содержащие раздел «Основания и фундаменты». СТУ также должны разрабатываться в случаях, если:

- объем и состав инженерных изысканий по объективным причинам не может соответствовать требованиям нормативных документов;

- при устройстве оснований и фундаментов используются новые технологии, конструкции и материалы, для которых не накоплен достаточный опыт;

- для расчета оснований, фундаментов и конструкций подземной части должны применяться нестандартные методы, не прошедшие достаточную апробацию.

Примечание – Уникальными являются сооружения высотой более 75 м, пролетом более 100 м и глубиной подземной части более 10 м и др.

В СТУ должны содержаться дополнительные к установленным в нормативных документах или отсутствующие в них требования к инженерным изысканиям и проектированию применительно к данному сооружению, отражающие его специфику. Для разработки СТУ допускается привлекать только специализированные организации.

4.15. В раздел СТУ «Основания и фундаменты» допускается включать требования по проектированию, повышающие степень надежности и безопасности сооружения по отношению к требованиям настоящего СП.

СТУ по разделу «Основания и фундаменты» должны содержать:

- описание инженерно-геологических условий площадки строительства;

- описание окружающей застройки, на которую может быть оказано влияние;

- описание конструктивных решений оснований, фундаментов и конструкций подземной части;

- недостающие нормативные требования для данного объекта;

- дополнительные требования к инженерным изысканиям;

- требования по определению расчетных значений специфических нагрузок и воздействий;

- дополнительные конструктивные требования к проектным решениям оснований, фундаментов и подземной части;

- требования по компенсационным мероприятиям;

- требования к новым технологиям, конструкциям, материалам и обоснование их применения;

- требования к методам расчета и программному обеспечению, обоснование их применения;

- возможные аварийные сценарии и требования по расчету на аварийные воздействия;

- требования по научно-техническому сопровождению проектирования (см. 4.16), выполнению геотехнического прогноза (раздел 9) и организации геотехнического мониторинга (раздел 12).

4.16. При проектировании оснований и фундаментов уникальных зданий и сооружений, а также сооружений I уровня ответственности в условиях окружающей застройки, необходимо предусматривать научно-техническое сопровождение строительства.

Научно-техническое сопровождение представляет собой комплекс работ научноаналитического, 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.

4.17. 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 инженерноэкологических изысканий;

- оценку 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;

- 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.

4.18. Проектная документация на основания, фундаменты и конструкции подземных частей сооружений, включая ограждения котлованов, а также результаты инженерных изысканий должны проходить геотехническую экспертизу. Геотехническая экспертиза должна осуществляться специализированными организациями, имеющими соответствующую аккредитацию на право проведения негосударственной экспертизы.

Геотехническая экспертиза в обязательном порядке должна выполняться для уникальных сооружений, указанных в 4.14; сооружений с подземной частью глубиной заложения более м; сооружений, проектируемых на территориях с возможным развитием опасных инженерногеологических процессов; сооружений, размещаемых в условиях окружающей застройки.

4.19. При проектировании фундаментов и подземных сооружений из монолитного, сборного бетона или железобетона, каменной или кирпичной кладки следует руководствоваться СНиП 52-01, СНиП II-22,СНиП 2.03.11, СНиП 3.03.01, СНиП 3.04.01.

4.20. 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.

4.21. 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.

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

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, каменной или кирпичной кладки и др.);

- мероприятий, указанных в подразделе 5.9, применяемых при необходимости снижения влияния деформаций оснований на эксплуатационную пригодность 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 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.

Расчет оснований по несущей способности в случаях, перечисленных в подпунктах «а», «б» и «в», 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.

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 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, характера грунтовых напластований, 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, излагаемые в отчете, должны содержать сведения:

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

- об 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 инженерногеологических элементов (ГОСТ 20522);

- о 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;

- о наличии специфических грунтов (см. раздел 6);

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

- о физико-механических характеристиках грунтов;

- о 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 и модуль 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 подземных сооружений (раздел 9) и высотных сооружений (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 необходимо указывать применяемые методы лабораторных и полевых определений характеристик грунтов и методы обработки результатов исследований.

5.1.9. К отчету прилагают: колонки грунтовых выработок и инженерно-геологические разрезы с указанием на последних мест отбора проб грунтов и пунктов их полевых испытаний, а также уровней подземных вод; таблицы и ведомости показателей физикомеханических характеристик грунтов, их нормативных и расчетных значений; графики полевых испытаний грунтов.

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 СНиП 2.01.07, за исключением оговоренных в настоящем своде правил.

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;

г) деформаций основания при привязки 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 f, устанавливаемый в зависимости от группы предельного состояния.

Коэффициент надежности по нагрузке f принимают при расчете оснований:

- по первой группе предельных состояний (по несущей способности) – по СНиП 2.01.07, за исключением оговоренных в настоящем своде правил;

- 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 СНиП 2.01. 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 не должны учитываться, если расстояние между температурно-осадочными швами не превышает значений, указанных в строительных нормах и правилах по проектированию соответствующих конструкций.

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 и модуль деформации дисперсных грунтов Е, предел прочности на одноосное сжатие скальных грунтов Rc). Допускается применять другие параметры, характеризующие взаимодействие фундаментов с грунтом основания и установленные опытным путем (удельные силы пучения при промерзании, коэффициенты жесткости основания и пр.).

П р и м е ч а н и е – 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, как правило, 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 (Sr < 0,8) 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.

5.3.3. Основными 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- (ч.I), 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 и прессиометрами (см. 5.3.3 и 5.3.4). Для зданий и сооружений III уровня ответственности допускается определять значения E только по результатам зондирования.

5.3.6. В лабораторных условиях модули деформации глинистых грунтов могут быть определены в компрессионных приборах и прибоpax 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 и прессиометрами (см. 5.3.3 и 5.3.4). Для сооружений III уровня ответственности допускается определять значения E только по результатам компрессии, корректируя их с помощью повышающих коэффициентов mk, приведенных в таблице 5.1. Эти коэффициенты распространяются на четвертичные глинистые грунты с показателем текучести 0 < IL 1, 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.

П р и м е ч а н и е – Для промежуточных значений е коэффициент mk определяют 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 (Е) и вторичной (Еe) 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, органо-минеральных и органических грунтов необходимо определять недренированную прочность основания сu по результатам неконсолидированно-недренированных трехосных испытаний (ГОСТ 12248).

В полевых условиях сu 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.

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. 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 (технически несложные сооружения, сооружения, малочувствительные к деформациям основания и т.п.).

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 где Xn – нормативное значение данной характеристики;

g – коэффициент надежности по грунту.

Коэффициент надежности по грунту при вычислении расчетных значений прочностных характеристик, c и сu дисперсных грунтов и Rc 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 g равным 1.

П р и м е ч а н и е – Расчетное значение удельного веса грунта определяют умножением расчетного значения плотности грунта на ускорение свободного падения.

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, с, сu и для расчетов по несущей способности обозначают, I, сI, сuI и I, а по деформациям - II, сII, сuII и II.

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 в зависимости от их физических характеристик. При соответствующем обосновании допускается использовать таблицы для окончательных расчетов сооружений II уровня ответственности (технически несложные сооружения, сооружения, малочувствительные к деформациям основания и т.п.).

Примечания:

1. Нормативные значения угла внутреннего трения n, удельного сцепления сп 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.

5.4.1. 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 грунтовых вод в пылеватых песках и глинистых грунтах;

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

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

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 воронок депрессии 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. Степень потенциальной подтопляемости территории определяется на основе прогноза изменения гидрогеологических условий с учетом инженерно-геологических условий площадки строительства и прилегающих территорий, конструктивных и технологических особенностей проектируемых 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.

Величина инфильтрационного питания грунтовой толщи W, мм/год, определяется по формуле где т - степень закрытости территории непроницаемыми покрытиями (асфальт, крыши и т.д.);

Wnat - инфильтрационное питание, обусловленное естественным фоном инфильтрации, мм/год;

Wtec - инфильтрационное питание, обусловленное техногенными факторами, мм/год.

Инфильтрационное питание Wtec 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;

- расчет 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 физикомеханических 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 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 за 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 за 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 активность грунтов, следует предусматривать антикоррозионные мероприятия в соответствии с требованиями СНиП 2.03.11.

5.5.1. 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 указанных условий рекомендуется выполнять на основе технико-экономического сравнения различных вариантов.

5.5.2. Нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn, м, 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 ГОСТ 25100 переход пластичномерзлого грунта в твердомерзлый грунт.

5.5.3. 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 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.

5.5.4. Расчетную глубину сезонного промерзания грунта df, м, определяют по формуле где dfn – нормативная глубина промерзания, м, определяемая по 5.5.2 и 5.5.3;

kh – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений - по таблице 5.2; 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.

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

- для наружных фундаментов (от уровня планировки) по таблице 5.3;

- 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.

5.5.6. Глубину заложения наружных и внутренних фундаментов отапливаемых сооружений с холодными подвалами и техническими подпольями (имеющими отрицательную температуру в зимний период) следует принимать по таблице 5.3, считая от пола подвала или технического подполья.

Без подвала с полами, устраиваемыми:

Примечания 1. Приведенные в таблице значения коэффициента kh относятся к фундаментам, у которых расстояние от внешней грани стены до края фундамента af < 0,5 м; если af 1,5 м, значения коэффициента kh повышают на 0,1, но не более чем до значения kh = 1; при промежуточном значении af значения коэффициента kh определяют интерполяцией.

2. К помещениям, примыкающим к наружным фундаментам, относятся подвалы и технические подполья, а при их отсутствии помещения первого этажа.

3. При промежуточных значениях температуры воздуха коэффициент kh принимают с округлением до ближайшего меньшего значения, указанного в таблице.

Грунты под подошвой фундамента Скальные, крупнообломочные с песчаным Не зависит от df He зависит от df заполнителем, пески гравелистые, крупные и Грунты под подошвой фундамента средней крупности грунты с глинистым заполнителем при показателе текучести грунта или заполнителя IL 0, Примечания 1. В случаях когда глубина заложения фундаментов не зависит от расчетной глубины промерзания df, соответствующие грунты, указанные в настоящей таблице, должны залегать до глубины не менее нормативной глубины промерзания dfn.

2. Положение уровня подземных вод должно приниматься с учетом положений подраздела 5.4.

При наличии в холодном подвале (техническом подполье) отапливаемого сооружения отрицательной среднезимней температуры, глубину заложения внутренних фундаментов принимают по таблице 5.3 в зависимости от расчетной глубины промерзания грунта, определяемой по формуле (5.4) при коэффициенте kh = 1. При этом нормативную глубину промерзания, считая от пола подвала, определяют расчетом по 5.5.3 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.

5.5.7. Глубина заложения наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений должна назначаться по таблице 5.3, при этом глубина исчисляется: при отсутствии подвала или технического подполья – от уровня планировки, а при их наличии – от пола подвала или технического подполья.

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

5.5.9. 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 (раздел 11).

5.5.10. 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 где а – расстояние между фундаментами в свету, м;

I, cI – 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.

5.6.1. Целью расчета оснований по деформациям является ограничение абсолютных или относительных перемещений такими пределами, при которых гарантируется нормальная эксплуатация сооружения и не снижается его долговечность (вследствие появления недопустимых общих и неравномерных осадок, подъемов, кренов, изменений проектных уровней и положений конструкций, расстройств их соединений и т.п.). При этом имеется в виду, что прочность и трещиностойкость фундаментов и надфундаментных конструкций проверены расчетом, учитывающим усилия, которые возникают при взаимодействии сооружения с основанием.

П р и м е ч а н и е – При проектировании сооружений, расположенных вблизи окружающей застройки, необходимо учитывать дополнительные деформации оснований сооружений окружающей застройки от воздействия проектируемых или реконструируемых сооружений (см. Раздел 9).

5.6.2. Деформации основания в зависимости от причин возникновения подразделяют на два вида:

первый – деформации от внешней нагрузки на основание (осадки, просадки, горизонтальные перемещения);

второй – деформации, не связанные с внешней нагрузкой на основание и проявляющиеся в виде вертикальных и горизонтальных перемещений поверхности основания (оседания, просадки грунтов от собственного веса, подъемы и т.п.).

5.6.3. Расчет оснований по деформациям должен производиться исходя из условия совместной работы сооружения и основания.

Деформации основания фундаментов допускается определять без учета совместной работы сооружения и основания в случаях, оговоренных в 5.2.1.

5.6.4. Совместная деформация основания и сооружения может характеризоваться:

- осадкой (подъемом) основания фундамента s;

- средней осадкой основания фундамента s ;

- относительной разностью осадок (подъемов) основания двух фундаментов s/L (L расстояние между фундаментами);

- креном фундамента (сооружения) i;

- относительным прогибом или выгибом f/L (L - длина однозначно изгибаемого участка сооружения);

- кривизной изгибаемого участка сооружения;

- относительным углом закручивания сооружения;

- горизонтальным перемещением фундамента (сооружения) uh.

5.6.5. Расчет оснований по деформациям производят исходя из условия где s – осадка основания фундамента (совместная деформация основания и сооружения);

su – предельное значение осадки основания фундамента (совместной деформации основания и сооружения), устанавливаемое в соответствии с указаниями 5.6.46 - 5.6.50.

Примечания 1. Для определения совместной деформации основания и сооружения s могут использоваться методы, указанные в 5.1.4.

2. При расчете оснований по деформациям условие (5.6) должно выполняться в т.ч. для параметров, указанных в 5.6.4.

3. В необходимых случаях для оценки напряженно-деформированного состояния конструкций сооружений с учетом длительных процессов и прогноза времени консолидации основания следует производить расчет осадок во времени.

4. Осадки основания фундаментов, происходящие в процессе строительства (например, осадки от веса насыпей до устройства фундаментов, осадки до омоноличивания стыков строительных конструкций), допускается не учитывать, если они не влияют на эксплуатационную пригодность сооружений.

5. При расчете оснований по деформациям необходимо учитывать возможность изменения как расчетных, так и предельных значений деформаций основания за счет применения мероприятий, указанных в подразделе 5.9.

5.6.6. Расчетная схема основания, используемая для определения совместной деформации основания и сооружения, должна выбираться в соответствии с указаниями 5.1.6.

Расчет деформаций основания фундамента при среднем давлении под подошвой фундамента р, не превышающем расчетное сопротивление грунта R (см. 5.6.7) следует выполнять, применяя расчетную схему в виде линейно деформируемого полупространства (см. 5.6.31) с условным ограничением глубины сжимаемой толщи Нс (см. 5.6.41).

Для предварительных расчетов деформаций основания фундаментов сооружений II и III уровней ответственности при среднем давлении под подошвой фундамента р, не превышающем расчетное сопротивление грунта R (см. 5.6.7), допускается применять расчетную схему в виде линейно-деформируемого слоя (приложение Г), при соблюдении следующих условий:

- ширина (диаметр) фундамента b 10 м;

- среднее давление под подошвой фундамента p изменяется в пределах от 150 до 500 КПа;

- глубина заложения фундамента от уровня планировки d 5 м;

- в основании фундамента залегают грунты с модулем деформации Е 10 МПа.

П р и м е ч а н и е – Деформации основания рекомендуется определять с учетом изменения свойств грунтов в результате природных и техногенных воздействий на грунты в открытом котловане.

Определение расчетного сопротивления грунта основания 5.6.7. При расчете деформаций основания фундаментов с использованием расчетных схем, указанных в 5.6.6, среднее давление под подошвой фундамента р не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, определяемое по формуле где c1 и c2 – коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 5.4;

k – коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта (II и сII) определены непосредственными испытаниями, и k = 1,1, если они приняты по таблицам приложения Б;

М, Мq, Мс – коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5;

kz – коэффициент, принимаемый равным единице при b < 10 м; kz = z0/b + 0,2 при b 10 м (здесь z0 = 8 м);

b – ширина подошвы фундамента, м (при бетонной или щебеночной подготовке толщиной hп допускается увеличивать b на 2hп);

II – осредненное (см. 5.6.10) расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м3;

II – то же, для грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м3;

сII – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента (см. 5.6.10), кПа;

d1 – глубина заложения фундаментов, м, бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле (5.8). При плитных фундаментах за d1 принимают наименьшую глубину от подошвы плиты до уровня планировки;

db – глубина подвала, расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом глубиной свыше 2 м принимают равным 2 м);

здесь hs – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

hcf – толщина конструкции пола подвала, м;

cf – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м3;

При бетонной или щебеночной подготовке толщиной hп допускается увеличивать d1 на hп.

Примечания 1. Формулу (5.7) допускается применять при любой форме фундаментов в плане. Если подошва фундамента имеет форму круга или правильного многоугольника площадью А, значение b принимают равным А.

2. Расчетные значения удельного веса грунтов и материала пола подвала, входящие в формулу (5.7), допускается принимать равными их нормативным значениям.

3. Расчетное сопротивление грунта при соответствующем обосновании может быть увеличено, если конструкция фундамента улучшает условия его совместной работы с основанием, например, фундаменты прерывистые, щелевые, с промежуточной подготовкой и др.

4. Для фундаментных плит с угловыми вырезами расчетное сопротивление грунта основания допускается увеличивать, применяя коэффициент kd по таблице 5.6.

5. Если d1 > d (d - глубина заложения фундамента от уровня планировки), в формуле (5.7) принимают d1 = d и db = 0.

заполнителем и пески, кроме мелких и пылеватых глинистым заполнителем с показателем текучести грунта или заполнителя IL 0, Примечания 1. К сооружениям с жесткой конструктивной схемой относят сооружения, конструкции которых специально приспособлены к восприятию усилий от деформации оснований, в том числе за счет мероприятий, указанных в подразделе 5.9.

2. Для зданий с гибкой конструктивной схемой значение коэффициента с2 принимают равным единице.

3. При промежуточных значениях L / H коэффициент с2 определяют интерполяцией.

4. Для рыхлых песков с1 и с2 принимают равными единице.

Таблица 5. 5.6.8. Определение расчетного сопротивления оснований R, сложенных рыхлыми песками, должно выполняться на основе специальных исследований. Значение R, найденное для рыхлых песков по формуле (5.7) при с1 = 1 и с2 = 1 или по указаниям 5.6.12, должно уточняться по результатам испытаний штампа (не менее трех). Размеры и форма штампа должны быть близкими к форме и размерам проектируемого фундамента, но не менее 0,5 м2.

5.6.9. Значение R вычисляют на глубине заложения фундамента, определяемой от уровня планировки срезкой или подсыпкой; в последнем случае в проекте должно быть оговорено требование об устройстве насыпи до приложения полной нагрузки на фундаменты.

Допускается принимать глубину заложения фундамента от пола подвала менее 0,5 м, если удовлетворяется расчет по несущей способности.

5.6.10. Расчетные значения II, cII и II определяют при доверительной вероятности, принимаемой для расчетов по II предельному состоянию равной 0,85. Указанные характеристики находят для слоя грунта толщиной z ниже подошвы фундамента: z = b/2 при b < 10 м и z = z1 + 0,1b при b 10 м (здесь z1 = 4 м).

Если толща грунтов, расположенных ниже подошвы фундаментов или выше ее, неоднородна по глубине, то принимают средневзвешенные значения ее характеристик.

5.6.11. При назначении коэффициента условий работы с2 в формуле (5.7) следует иметь в виду, что к числу зданий и сооружений с жесткой конструктивной схемой относятся:

- здания панельные, блочные и кирпичные, в которых междуэтажные перекрытия опираются по всему контуру на поперечные и продольные стены или только на поперечные несущие стены при малом их шаге;

- сооружения типа башен, силосных корпусов, дымовых труб, домен и др.

5.6.12. Предварительные размеры фундаментов назначают по конструктивным соображениям или исходя из значений расчетного сопротивления грунтов основания R0 в соответствии с таблицами В.1-В.3 приложения В. Значениями R0 допускается также пользоваться для окончательного назначения размеров фундаментов сооружений III уровня ответственности, если основание сложено горизонтальными (уклон не более 0,1), выдержанными по толщине слоями грунта, сжимаемость которых не изменяется в пределах глубины, равной двойной ширине наибольшего фундамента, считая от его подошвы.

5.6.13. Расчетное сопротивление R основания, сложенного крупнообломочными грунтами, вычисляют по формуле (5.7) на основе результатов непосредственных определений прочностных характеристик грунтов.

Если содержание заполнителя превышает 40 %, значение R для крупнообломочных грунтов допускается определять по характеристикам заполнителя.

5.6.14. Расчетное сопротивление грунтов основания R в случае их уплотнения или устройства грунтовых подушек должно определяться исходя из задаваемых проектом расчетных значений физико-механических характеристик уплотненных грунтов.

5.6.15. Для ленточных фундаментов, когда ширина типовых сборных железобетонных плит совпадает с шириной, полученной по расчету, могут быть применены плиты с угловыми вырезами.

5.6.16. Ленточные фундаменты могут проектироваться с прерывистой укладкой плит (прерывистые фундаменты).

Расчетное сопротивление грунтов основания R для прерывистых фундаментов определяют как для ленточных фундаментов по указаниям 5.6.7 - 5.6.10 с повышением значения R коэффициентом kd, принимаемым по таблице 5.6.

Примечания 1. При промежуточных значениях е и IL коэффициент kd определяют интерполяцией.

2. Для плит с угловыми вырезами коэффициент kd учитывает повышение R в соответствии с примечанием к 5.6.7.

5.6.17. Прерывистые фундаменты с повышением расчетного сопротивления основания не рекомендуются:

- в грунтовых условиях I типа по просадочности при отсутствии поверхностного уплотнения грунта в пределах деформируемой зоны;

- при сейсмичности 7 баллов и более.

5.6.18. При устройстве прерывистых фундаментов также могут применяться плиты с угловыми вырезами за исключением следующих случаев:

- при залегании под подошвой фундаментов рыхлых песков;

- при сейсмичности района 7 баллов и более (в этом случае можно применять плиты с угловыми вырезами, укладывая их в виде непрерывной ленты);

- при неравномерном напластовании грунтов в пределах сооружения;

- при залегании ниже подошвы фундаментов глинистых грунтов с показателем текучести IL > 0,5.

5.6.19. При совпадении ширины типовой сборной железобетонной плиты с шириной фундамента, полученной по расчету, плиты прямоугольной формы и с угловыми вырезами укладывают в виде непрерывной ленты. В этом случае расчетное сопротивление грунта основания R, вычисленное по формуле (5.7), может быть повышено в соответствии с рекомендациями 5.6.24.

При несовпадении ширины фундамента, полученной по расчету, с шириной типовой сборной плиты, проектируют прерывистые фундаменты. Для прерывистых фундаментов, проектируемых с повышением расчетного сопротивления основания, вычисленного по формуле (5.7), коэффициент повышения не должен быть больше значений, приведенных в таблице 5.4, а для плит прямоугольной формы, кроме того, не должен быть больше коэффициента kd, приведенного в таблице 5.6.

5.6.20. Для фундаментов с промежуточной подготовкой переменной жесткости расчетное сопротивление грунта основания под бетонной частью определяют по формуле (5.7). При этом расчетное сопротивление грунта основания под бетонной частью фундамента принимают не менее 2R.

5.6.21. Расчет осадки ленточных с угловыми вырезами и прерывистых фундаментов производят как расчет сплошного ленточного фундамента на среднее давление, отнесенное к общей площади фундамента, включая промежутки между плитами и угловые вырезы.

5.6.22. Расчетное сопротивление грунта основания R двухщелевого (многощелевого) фундамента следует определять для каждого из его элементов отдельно по формуле (5.7).

Допускается повышать в 1,3 раза расчетное сопротивление грунта основания R под подошвами стенок многощелевого фундамента при толщине стенок t 0,4 м и осадке основания фундамента s 0,7su (см. 5.6.5).

5.6.23. При увеличении нагрузок на основание существующих сооружений (например, при реконструкции) расчетное сопротивление грунтов основания должно приниматься в соответствии с данными об их физико-механических свойствах с учетом типа и состояния фундаментов и надфундаментных конструкций сооружения, продолжительностью его эксплуатации, ожидаемых дополнительных осадок при увеличении нагрузок на фундаменты и их влияния на примыкающие сооружения (см. 5.8).

5.6.24. Расчетное сопротивление грунта основания R, вычисленное по формуле (5.7), может быть повышено в зависимости от соотношения расчетной осадки основания фундамента s, полученной при среднем давлении по подошве фундамента p = R по формуле (5.16), и предельной осадки su (см. 5.6.46 - 5.6.50). При этом увеличенное значение давления по подошве фундамента не должно превышать рекомендуемых значений повышенного расчетного сопротивления Rп:

а) при s 0,4su Rп = 1,2R;

в) при 0,7su > s > 0,4su Rп определяют интерполяцией.

При соответствующем обосновании допускается при s 0,4su принимать Rп = 1,3R.

Увеличенное значение среднего давления по подошве фундамента, ограниченного величиной повышенного расчетного сопротивления Rп, не должно вызывать деформации основания фундамента более 80 % предельных и превышать величину давления из условия расчета основания по несущей способности в соответствии с указаниями подраздела 5.7.

5.6.25. При наличии в пределах сжимаемой толщи основания на глубине z от подошвы фундамента слоя грунта меньшей прочности, чем прочность грунта вышележащих слоев, размеры фундамента должны назначаться такими, чтобы для суммарного напряжения z обеспечивалось условие где zp, z и zg – вертикальные напряжения в грунте на глубине z от подошвы фундамента (см. 5.6.31), кПа;

Rz – расчетное сопротивление грунта пониженной прочности, кПа, на глубине z, вычисленное по формуле (5.7) для условного фундамента шириной bz, м, равной:

где Аz = N / zp; а = (l – b)/2, здесь N – вертикальная нагрузка на основание от фундамента;

l и b – соответственно длина и ширина фундамента.

5.6.26. Давление на грунт у края подошвы внецентренно нагруженного фундамента (вычисленное в предположении линейного распределения давления под подошвой фундамента при нагрузках, принимаемых для расчета оснований по деформациям), как правило, должно определяться с учетом заглубления фундамента в грунт и жесткости надфундаментных конструкций. Краевое давление при действии изгибающего момента вдоль каждой оси фундамента не должно превышать 1,2R и в угловой точке - 1,5R (здесь R расчетное сопротивление грунта основания, определяемое в соответствии с требованиями 5.6.7 - 5.6.25).

5.6.27. При расчете внецентренно нагруженных фундаментов эпюры давлений могут быть трапециевидные и треугольные, в том числе укороченной длины, обозначающие краевой отрыв подошвы фундамента от грунта при относительном эксцентриситете равнодействующей е более l / 6 (рисунок 5.1).

а-г – при отсутствии нагрузок на полы; д-з – при сплошной равномерно распределенной нагрузке интенсивностью q; а и д - при центральной нагрузке; б и е – при эксцентриситете нагрузки е < 1/6; в и ж – при Рисунок 5.1 – Эпюры давлений по подошве фундаментов при центральной и внецентренной Для фундаментов колонн зданий, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью 75 т и выше, а также для фундаментов колонн открытых крановых эстакад при кранах грузоподъемностью свыше 15 т, для сооружений башенного типа (труб, домен и других), а также для всех видов сооружений при расчетном сопротивлении грунта основания R < кПа размеры фундаментов рекомендуется назначать такими, чтобы эпюра давлений была трапециевидной, с отношением краевых давлений рmin/рmax 0,25.

В остальных случаях для фундаментов зданий с мостовыми кранами допускается треугольная эпюра с относительным эксцентриситетом равнодействующей е, равным l/6.

Для фундаментов бескрановых зданий с подвесным транспортным оборудованием допускается треугольная эпюра давлений с нулевой ординатой на расстоянии не более 1/ длины подошвы фундамента, что соответствует относительному эксцентриситету равнодействующей е не более l/4.

Требования, ограничивающие допустимый эксцентриситет, относятся к любым основным сочетаниям нагрузок.

П р и м е ч а н и е – При значительных моментных нагрузках с целью уменьшения краевых давлений рекомендуется применение фундаментов с анкерами.

5.6.28. Краевые давления р, кПа, определяют по формулам:

- при относительном эксцентриситете е/l 1/ - при относительном эксцентриситете е/l > 1/ где N – сумма вертикальных нагрузок, действующих на основание, кроме веса фундамента и грунта на его обрезах, и определяемых для случая расчета основания по деформациям, кН;

А – площадь подошвы фундамента, м2;

mt – средневзвешенное значение удельных весов тела фундамента, грунта и пола, расположенных над подошвой фундамента; принимают равным 20 кН/м3;

d – толщина фундамента, м;

М – момент от равнодействующей всех нагрузок, действующих по подошве фундамента, найденных с учетом заглубления фундамента в грунте и перераспределяющего влияния верхних конструкций или без этого учета, кНм;

W – момент сопротивления площади подошвы фундамента, м3;

С0 – расстояние от точки приложения равнодействующей до края фундамента по его оси, м, определяемое по формуле е – эксцентриситет нагрузки по подошве фундамента, м, определяемый по формуле 5.6.29. При наличии моментов Мx и Мy, действующих в двух направлениях, параллельных осям x и y прямоугольного фундамента, наибольшее давление в угловой точке Pmax, кПа, определяют по формуле где N, A, mt, W – то же, что и в формуле (5.11).

5.6.30. При наличии на полах сплошной равномерно распределенной нагрузки интенсивностью q краевые и средние эпюры давления по подошве следует увеличивать на нагрузку q (см. рисунок 5.1).

Нагрузку на полы промышленных зданий q допускается принимать равной 20 кПа, если в технологическом задании на проектирование не указывается большее значение этой нагрузки.

5.6.31. Осадку основания фундамента s, см, с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства (см. 5.6.6) определяют методом послойного суммирования по формуле где – безразмерный коэффициент, равный 0,8;

zp,i – среднее значение вертикального нормального напряжения (далее - вертикальное напряжение) от внешней нагрузки в i-м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента (см. 5.6.32), кПа;

hi – толщина i-го слоя грунта, см, принимаемая не более 0,4 ширины фундамента;

Еi – модуль деформации i-го слоя грунта по ветви первичного нагружения, кПа;

z,i – среднее значение вертикального напряжения в i-м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта (см. 5.6.33), кПа;

Ее,i – модуль деформации i-го слоя грунта по ветви вторичного нагружения, кПа;

п – число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

При этом распределение вертикальных напряжений по глубине основания принимают в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 5.2.

Примечания 1. При отсутствии опытных определений модуля деформации Ee,i для сооружений II и III уровней ответственности допускается принимать Ee,i = 5Еi 2. Средние значения напряжений zp,i и z,i, в i-м слое грунта допускается вычислять как полусумму соответствующих напряжений на верхней zi-1 и нижней zi границах слоя.

3. При возведении сооружения в отрываемом котловане следует различать три следующих значения вертикальных напряжений: zg – от собственного веса грунта до начала строительства; zu – после отрывки котлована; z – после возведения сооружения.

4. При определении средней осадки основания фундамента s все используемые в формуле 5.16 величины допускается определять для вертикали, проходящей не через центр фундамента, а через точку, лежащую посередине между центром и углом (для прямоугольных фундаментов) или на расстоянии rc=(r1+r2)/2 от центра, где r1 – внутренний, а r2 – внешний радиус круглого или кольцевого фундамента (для круглого фундамента r1=0).

DL – отметка планировки; NL – отметка поверхности природного рельефа; FL – отметка подошвы фундамента;

WL – уровень подземных вод; В.С – нижняя граница сжимаемой толщи; d и dn – глубина заложения фундамента соответственно от уровня планировки и поверхности природного рельефа; b – ширина фундамента; p – среднее давление под подошвой фундамента; zg и zg,0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; zg и zg,0 – вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; z,i – вертикальное напряжение от собственного веса вынутого в котловане грунта в середине i-го слоя на глубине z от подошвы фундамента; Нс – Рисунок 5.2 – Схема распределения вертикальных напряжений в линейно-деформируемом 5.6.32. Вертикальные напряжения от внешней нагрузки zp = z - zu зависят от размеров, формы и глубины заложения фундамента, распределения давления на грунт по его подошве и свойств грунтов основания. Для прямоугольных, круглых и ленточных фундаментов значения zp, кПа, на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы, определяют по формуле где – коэффициент, принимаемый по таблице 5.8 в зависимости от относительной глубины, равной 2z / b;

р – среднее давление под подошвой фундамента, кПа.

5.6.33. Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента z = zg - zu, кПа, на глубине z от подошвы прямоугольных, круглых и ленточных фундаментов определяют по формуле где – то же, что и в 5.6.32;

zg,0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента, кПа (при планировке срезкой zg,0 = d, при отсутствии планировки и планировке подсыпкой zg,0 = dn, где – удельный вес грунта, кН/м3, расположенного выше подошвы; d и dn, м – см. рисунок 5.2).

При этом в расчете z используются размеры в плане не фундамента, а котлована.

5.6.34. При расчете осадки фундаментов, возводимых в котлованах глубиной менее 5 м, допускается в формуле (5.16) не учитывать второе слагаемое.

5.6.35. Если среднее давление под подошвой фундамента р zg,0, осадку основания фундамента s определяют по формуле где, zp,i, hi, Ee,i и n – то же, что и в формуле (5.16).

5.6.36. Вертикальные напряжения от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента zp,с, кПа, по вертикали, проходящей через угловую точку прямоугольного фундамента, определяют по формуле где – коэффициент, принимаемый по таблице 5.8 в зависимости от значения = z / b;

р – то же, что и в формуле (5.17).

5.6.37. Вертикальные напряжения zp,а, кПа, на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через произвольную точку А (в пределах или за пределами рассматриваемого фундамента с давлением по подошве, равным p), определяют алгебраическим суммированием напряжений zp,сj, кПа, в угловых точках четырех фиктивных фундаментов (рисунок 5.3) по формуле Примечания 1. В таблице обозначено: b – ширина или диаметр фундамента, l – длина фундамента.

2. Для фундаментов, имеющих подошву в форме правильного многоугольника с площадью А, значения принимают как для круглых фундаментов радиусом r = А /.

3. Для промежуточных значений и коэффициенты определяют интерполяцией.

а - схема расположения рассчитываемого 1 и влияющего фундамента 2; б – схема расположения фиктивных фундаментов с указанием знака напряжений zp,cj в формуле (5.21) под углом j-го фундамента Рисунок 5.3 – Схема к определению вертикальных напряжений в основании рассчитываемого фундамента с учетом влияния соседнего фундамента методом угловых 5.6.38. Вертикальные напряжения zp,nf, кПа, на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр рассчитываемого фундамента, с учетом влияния соседних фундаментов или нагрузок на прилегающие площади определяют по формуле где zp – то же, что и в формуле (5.17), кПа;

zp,ai – вертикальные напряжения от соседнего фундамента или нагрузок;

k – число влияющих фундаментов или нагрузок.

5.6.39. При сплошной равномерно распределенной нагрузке на поверхности земли интенсивностью q, кПа (например, от веса планировочной насыпи) значение zp,nf по формуле (5.22) для любой глубины z определяют по формуле zp,nf = zp + q.

5.6.40. Вертикальное эффективное напряжение от собственного веса грунта zg, кПа, на границе слоя, расположенного на глубине z от подошвы фундамента, определяется по формуле где – средний удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м3;

i и hi – соответственно удельный вес, кН/м3, и толщина i-го слоя грунта, м.

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды.

При определении zg в водоупорном слое и ниже него следует учитывать давление столба воды, расположенного выше водоупорного слоя.

5.6.41. Нижнюю границу сжимаемой толщи основания принимают на глубине z = Hc, где выполняется условие zp = 0,5zg. При этом глубина сжимаемой толщи не должна быть меньше Hmin равной b/2 при b 10 м, (4 + 0,1b) при 10 b 60 м и 10 м при b>60 м.

Если в пределах глубины Нс, найденной по указанным выше условиям, залегает слой грунта с модулем деформации Е > 100 МПа, сжимаемую толщу допускается принимать до кровли этого грунта.

Если найденная по указанным выше условиям нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации Е < 5 МПа или такой слой залегает непосредственно ниже глубины z = Нс, то этот слой включают в сжимаемую толщу, а за Нс принимают минимальное из значений, соответствующих подошве слоя или глубине, где выполняется условие zp = 0,1 zg.

При расчете осадки различных точек плитного фундамента глубину сжимаемой толщи допускается принимать постоянной в пределах всего плана фундамента (при отсутствии в ее составе грунтов с модулем деформации Е > 100 МПа).

5.6.42. При возведении нового объекта или реконструкции на застроенной территории, дополнительные деформации оснований сооружений окружающей застройки от воздействия нового (реконструируемого) сооружения необходимо определять в соответствии с указаниями 9.33.

5.6.43. Крен отдельных фундаментов или сооружений в целом должен вычисляться с учетом момента в уровне подошвы фундамента, влияния соседних фундаментов, нагрузок на прилегающие площади и неравномерности сжимаемости основания.

При определении кренов фундаментов, кроме того необходимо, как правило, учитывать заглубление фундамента, жесткость надфундаментной конструкции, а также возможность увеличения эксцентриситета нагрузки из-за наклона фундамента (сооружения).

5.6.44. Крен фундамента i при действии внецентренной нагрузки определяют по формуле где ke – коэффициент, принимаемый по таблице 5.9;

Е и v – соответственно модуль деформации, кПа, и коэффициент поперечной деформации грунта основания (значение v принимают по таблице 5.10); в случае неоднородного основания значения E и v принимают средними в пределах сжимаемой толщи в соответствии с указаниями 5.6.45;

N – вертикальная составляющая равнодействующей всех нагрузок на фундамент в уровне его подошвы, кН;

е – эксцентриситет, м;

а – диаметр круглого или сторона прямоугольного фундамента, м, в направлении которой действует момент; для фундамента с подошвой в форме правильного многоугольника площадью А принимают а = 2 A / ;

П р и м е ч а н и е – Крен фундамента, возникающий в результате неравномерности сжимаемости основания, следует определять численными методами (например, МКЭ).

Форма фундамента и направление действия момента Глины при показателе текучести IL:

П р и м е ч а н и е - Меньшие значения v применяют при большей плотности грунта.

5.6.45. Средние (в пределах сжимаемой толщи Hс) значения модуля деформации E, кПа, и коэффициента Пуассона v грунтов основания определяют по формулам:

где Ai – площадь эпюры вертикальных напряжений от единичного давления под подошвой фундамента в пределах i-го слоя грунта. Допускается принимать Аi = zp,ihi (см. 5.6.31);

Ei, vi, hi – соответственно модуль деформации, кПа, коэффициент поперечной деформации и толщина i-го слоя грунта, см;

Нc – сжимаемая толща, определяемая по 5.6.41, см;

n – число слоев, отличающихся значениями E и v в пределах сжимаемой толщи Нс.

5.6.46. Предельные значения совместной деформации основания и сооружения su,s и su,f устанавливают исходя из необходимости соблюдения:

а) технологических или архитектурных требований к деформации сооружения (изменение, проектных уровней и положений сооружения в целом, отдельных его элементов и оборудования, включая требования к нормальной работе лифтов, кранового оборудования, подъемных устройств элеваторов и т.п.) – su,s;

б) требований к прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций, включая общую устойчивость сооружения, – su,f.

5.6.47. Предельные значения совместной деформации основания и сооружения по технологическим или архитектурным требованиям su,s должны устанавливаться соответствующими нормами проектирования сооружений, правилами технической эксплуатации оборудования или заданием на проектирование с учетом в необходимых случаях рихтовки оборудования в процессе эксплуатации.