СП 50-101-2004 Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений, часть 3

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4

8. Особенности проектирования оснований и фундаментов малоэтажных зданий

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

Эти здания могут возводиться на малозаглубленных и незаглубленных фундаментах.

8.2. Рекомендуется применять следующие типы фундаментов:

а) фундаменты на естественном основании (ленточные, столбчатые, плитные, щелевые и др.);

б) фундаменты на локально уплотненных основаниях (в вытрамбованных или выштампованных котлованах, забивные блоки и др.);

в) короткие сваи.

8.3. В зданиях с несущими стенами рекомендуется применять преимущественно фундаменты на естественном основании (ленточные, столбчатые, щелевые и др.).

В сложных инженерно-геологических условиях (специфические грунты, высокий уровень подземных вод и др.) могут быть использованы типы фундаментов, указанные в 8.2, б) и в).

8.4. В зданиях стоечно-балочной схемы и при безростверковом опирании стен следует применять столбчатые фундаменты (на естественном или локально уплотненном основании) или короткие сваи.

8.5. Для зданий без подвалов рекомендуются малозаглубленные фундаменты, устраиваемые в слое сезоннопромерзающего грунта.

Тип и конструкция малозаглубленного фундамента и способ подготовки его основания зависят от свойств грунтов основания и степени их пучинистости.

8.6. При проектировании малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах, в том числе локально уплотненных, обязательным является расчет их оснований по деформациям пучения (см. подраздел 6.8).

8.7. При строительстве на практически непучинистых грунтах несущие элементы малозаглубленных и незаглубленных фундаментов укладывают на выравнивающую подсыпку из песка, на пучинистых грунтах - на подушку из непучинистого материала (песок гравелистый, крупный или средней крупности, мелкий щебень, котельный шлак и др.). В необходимых случаях для увеличения расчетного сопротивления грунта основания целесообразно предусматривать устройство песчано-щебеночной (песчано-гравийной) подушки (смесь песка крупного или средней крупности - 40 %, щебня или гравия - 60 %).

8.8. В зависимости от степени пучинистости грунта ( ГОСТ 25100) основания ленточные малозаглубленные фундаменты следует устраивать:

а) на практически непучинистых и слабопучинистых грунтах - из сборных бетонных блоков, укладываемых без соединения между собой;

б) на средне- и сильнопучинистых грунтах - из сборных железобетонных блоков, содержащих выпуски арматуры (выпуски соседних блоков соединяют, стыки замоноличивают бетоном);

в) на чрезмернопучинистых грунтах - из монолитного железобетона.

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

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

8.11. Малозаглубленные столбчатые фундаменты на средне-, сильно- и чрезмернопучинистых грунтах должны быть связаны с фундаментными балками, объединенными в единую систему.

8.12. При устройстве столбчатых фундаментов на пучинистых грунтах необходимо предусматривать зазор между нижней гранью фундаментных балок и планировочной поверхностью грунта, величина которого должна быть не менее расчетной деформации пучения (подъема) ненагруженного основания.

8.13. При наличии чрезмерно пучинистых грунтов и значительной чувствительности зданий к неравномерным деформациям рекомендуется строить их на малозаглубленных и незаглубленных монолитных железобетонных плитах, под которыми устраивают подушки из непучинистых материалов.

8.14. При вытрамбовывании (выштамповывании) котлованов и забивке блоков рекомендуется использовать фундаменты в форме усеченной пирамиды с углом наклона боковых граней к вертикали 5 - 10°. Допускается фундаменты закладывать в сезоннопромерзающем слое грунта.

8.15. Для зданий с несущими стенами рекомендуется применять однорядное расположение забивных блоков и пирамидальных свай с напрягаемой арматурой, а также короткие сваи различных типов и способов изготовления.

9. Особенности проектирования подземных сооружений

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

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

- в котлованах без ограждающих конструкций;

- в котлованах с использованием временных ограждающих конструкций (шпунтов, забирок, нагельных креплений и пр.) и постоянных ограждающих конструкций («стены в грунте», буросекущихся свай и пр.);

- в котлованах с использованием специальных способов строительства (замораживания грунтов, закрепления грунтов и пр.);

- способом опускного колодца.

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

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

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

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

- тектонические и закарстованные структуры, разрывные и складчатые нарушения;

- ожидаемые водопритоки в котлованы и подземные выработки, величина напора в горизонтах подземных вод, наличие и толщина водоупоров и их устойчивость против прорыва напорных вод;

- наличие и распространение грунтов, обладающих плывунными, тиксотропными и суффозионными свойствами и виброползучестью;

- наличие и местоположение подземных сооружений, подвалов, тоннелей, инженерных коммуникаций, колодцев, подземных выработок, буровых скважин и пр.;

- динамические воздействия от существующих сооружений.

9.6. При строительстве подземных сооружений в котлованах с использованием постоянных ограждающих конструкций геологические скважины должны быть размещены по сетке не более 20 ´ 20 м или по трассе ограждающих конструкций не реже, чем через 20 м. Число скважин должно зависеть от категории сложности инженерно-геологических условий и составлять не менее пяти.

Инженерно-геологическое строение площадки должно быть изучено на глубину не менее 1,5 H _с + 5 м, где H _с - глубина заложения подошвы ограждающей конструкции, но не менее 10 м от подошвы ограждающей конструкции. На указанную глубину должно быть пройдено не менее 30 % скважин, но не менее трех скважин.

При проектировании устройства подземных сооружений без ограждающих конструкций глубина скважин должна быть не менее 1,5 H _к + 5 м, где H _к - глубина котлована.

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

- модуль деформации Е для первичной ветви нагружения и ветви вторичного нагружения Е_е (см. 5.5.31). Вторичное (повторное) нагружение следует выполнять для тех же диапазонов напряжений, что и первичное;

- коэффициент поперечной деформации v . Для подземных сооружений II и III уровней ответственности расчетные значения коэффициента v допускается принимать в соответствии с 5.5.44;

- прочностные характеристики: угол внутреннего трения j и удельное сцепление с, определяемые для условий, соответствующих всем этапам строительства и эксплуатации подземного сооружения;

- предел прочности на одноосное сжатие для скальных и искусственно замороженных грунтов;

- удельные нормальные и касательные силы морозного пучения σ _h и t _h ;

- коэффициент фильтрации k грунтов;

- классификационные характеристики массивов скальных пород: модуль трещиноватости m _j , показатель качества породы RQD , коэффициент выветрелости K_w ( СНиП 2.02.02).

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

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

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

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

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

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

- несущей способности основания, устойчивости сооружения и его отдельных элементов;

- местной прочности скального основания;

- устойчивости склонов, примыкающих к сооружению, откосов, бортов котлованов;

- устойчивости ограждающих конструкций;

- внутренних усилий в ограждающих, распорных, анкерных и фундаментных конструкциях;

- фильтрационной прочности основания, давления подземных вод на конструкции подземного сооружения, фильтрационного расхода;

- деформаций системы «подземное сооружение-основание».

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

9.12. При проектировании подземных сооружений, перекрывающих частично или полностью естественные фильтрационные потоки в грунтовом или скальном массиве, а также изменяющих условия и пути фильтрации подземных вод, следует выполнять прогноз изменений гидрогеологического режима площадки строительства.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

10. Особенности проектирования подпорных стен

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

- гравитационные, устойчивость которых обеспечивается собственным весом конструкций и грунта засыпки. К гравитационным относятся массивные, уголковые и ячеистые подпорные стены;

- гибкие, устойчивость которых обеспечивается заделкой в грунтовом массиве, анкерными и распорными конструкциями. К гибким относятся «стены в грунте», шпунтовые ограждения котлованов и ограждения из свай и профильных прокатных элементов;

- комбинированные, представляющие собой сочетание первого и второго видов.

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

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

- технологические особенности возведения и последовательность строительных операций;

- возможность использования анкерных или распорных конструкций;

- изменения физико-механических характеристик грунтов, связанные с процессами буре ния, забивки и другими технологическими воздействиями;

- необходимость обеспечения требуемой водонепроницаемости конструкции;

- необходимость передачи на конструкцию вертикальных нагрузок;

- возможность применения конструктивных решений и мероприятий по снижению давлений на подпорные стены (разгружающих элементов, геотекстиля, армогрунта и пр.).

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

- устойчивости положения стены против сдвига, опрокидывания и поворота;

- устойчивости, несущей способности и прочности основания;

- прочности элементов конструкций и узлов соединения;

- несущей способности анкерных элементов по материалу и грунту;

- прочности и устойчивости распорных элементов;

- фильтрационной устойчивости основания.

Расчеты по второй группе предельных состояний должны предусматривать:

- расчеты системы «основание - подпорная конструкция» по деформациям;

- расчеты железобетонных элементов подпорной конструкции по трещиностойкости.

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

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

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

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

10.8. Глубину заложения подпорных стен определяют статическими расчетами.

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

10.9. При проектировании подпорных стен, устраиваемых с обратной засыпкой грунта, расчетные значения характеристик грунтов обратной засыпки ( g ´ _I , j ´ _I , c ´ _I ), уплотненных не менее чем до K _сот = 0,95 их плотности в природном сложении, допускается устанавливать по расчетным характеристикам тех же грунтов в природном сложении ( g _I , j _I , c _I ), принимая g ´ _I = 0,95 g _I ; j ´ _I = 0,9 j _I ; c ´ _I = 0,5 c _I , при этом следует принимать c ´ _I не более 7 кПа.

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

- внешние нагрузки и воздействия на грунтовый массив (нагрузки от складируемых материалов, от строительных механизмов, транспортные нагрузки на проезжей части, нагрузки, передаваемые фундаментами близрасположенных сооружений) и пр.;

- наклон граней подпорной стены к вертикали;

- наклон поверхности грунта, неровности рельефа и отклонение границ инженерно-геологических элементов от горизонтали;

- возможность устройства берм и откосов в котловане в процессе производства работ;

- прочностные характеристики на контакте «стена - грунтовый массив»;

- деформационные характеристики подпорной стены, анкерных и распорных элементов;

- последовательность производства работ;

- возможность перебора грунта в процессе экскавации;

- дополнительные давления на подпорные стены, вызванные морозным пучением и набуханием грунтов, а также проведением работ по нагнетанию в грунт растворов, тампонажу и пр.;

- температурные воздействия;

- динамические и вибрационные воздействия и их влияние на статическое давление грунта.

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

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

- удельное сцепление с_к = 0;

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

Таблица 10.1

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

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

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

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

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

- теплоизоляцию подпорной стены;

- понижение влагосодержания в пределах сезонно промерзающего слоя;

- обработку пучин истого грунта растворами, понижающими температуру его замерзания;

- повышение податливости конструкций подпорной стены.

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

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

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

При проектировании анкеров определяют: число анкеров в ярусе и их шаг; свободную длину анкерных тяг, обеспечивающую размещение заделки анкеров за пределами границы призмы обрушения; предварительную длину заделки анкеров, требуемую для восприятия проектных усилий; места для устройства опытных анкеров; число контрольных испытаний анкеров и порядок их выполнения. Уточняют усилия, на которые должны быть напряжены анкеры, после проведения контрольных и приемочных испытаний.

11. Проектирование водопонижения и гидроизоляции

11.1. Водопонижение

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

11.1.2. Выбор способов водопонижения должен учитывать конструктивные особенности и размеры сооружения, особенности его подземной части, инженерно-геологические и гидрогеологические условия, размеры осушаемой площади, особенности производства общестроительных работ в защищаемом котловане, возможные изменения физико-механических свойств грунтов основания будущего сооружения, прогноз влияния водопонижения на окружающую среду и существующие сооружения, сроки работ и др.

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

11.1.3. При водопонижении должны быть предусмотрены меры, препятствующие ухудшению строительных свойств грунтов в основании сооружения, нарушению устойчивости откосов котлована, появлению и развитию опасных геологических и инженерно-геологических процессов, возникновению недопустимых деформаций окружающей застройки, ухудшению экологических условий.

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

11.1.5. Требуемое понижение уровня подземных вод следует определять:

- в водоносных слоях, содержащих безнапорные воды, в зависимости от допустимого повышения уровня воды за время аварийного отключения водопонизительной системы (см. СНиП 2.06.14);

- в напорных водоносных слоях, залегающих ниже дна котлована или пола заглубленного сооружения, из условия возможности прорывов воды и необходимости обеспечения устойчивости грунтов в основании сооружения.

При пересечении сооружением (котлованом) водоупорных слоев следует исходить из практически достижимого понижения уровня подземных вод, предусматривая при необходимости дополнительные мероприятия для защиты сооружения (котлована).

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

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

В проекте должны быть предусмотрены канавки и лотки для сбора поступающих в выработки подземных и поверхностных вод и отвода их к водоприемным зумпфам с последующей их откачкой на поверхность. Канавки и зумпфы, как правило, следует располагать за пределами основания сооружения. При необходимости их расположения в пределах основания они должны быть укреплены и защищены от размыва.

В насосных станциях для водоотлива следует предусматривать резерв насосов в размере 100 % (по производительности) при одном работающем насосе и 50 % - при двух и более.

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

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

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

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

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

11.1.12. При понижении уровня подземных вод более чем на 2 м, особенно в слабых глинистых грунтах, торфах и илах необходимо производить расчет ожидаемых осадок в зоне развития депрессионной воронки.

При устройстве заглубленных в водоносный слой протяженных подземных сооружений возможен барражный эффект, т.е. подъем уровня подземных вод с верховой стороны и снижение его с низовой стороны. В этом случае необходимо предусмотреть мероприятия по устранению неблагоприятных последствий барражного эффекта (дренаж, противофильтрационные завесы и др.).

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

Максимально допустимые скорости течения воды в водоотводящих устройствах следует принимать в зависимости от материала их конструкции и продолжительности работы с учетом требований СНиП 2.06.03.

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

Дренажи

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

11.1.16. Дренирование грунтового массива следует предусматривать в следующих случаях:

- естественный уровень подземных вод расположен на отметках выше пола подземного сооружения;

- пол подземного сооружения расположен выше расчетного уровня подземных вод, но не более 0,3 м;

- по техническим условиям в помещениях подземной части не должно быть сырости;

- при опасности всплытия сооружения, когда взвешивающая сила превышает массу сооружения.

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

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

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

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

- при возможности выполнить дренаж только подземным способом;

- при их использовании для периода эксплуатации сооружения (особенно в случаях, когда переустройство или ремонт дренажа невозможны или затруднительны);

- в инженерно-геологических условиях, где их применение экономически эффективно.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

11.2. Гидроизоляция

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

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

11.2.2. Гидроизоляцию подразделяют:

- по долговечности - на временную и постоянную;

- по воздействию на нее воды (жидкости) или газа - на работающую под напором (давлением) и без напора (от капиллярного подсоса);

- по расположению в сооружении - на вертикальную, горизонтальную и наклонную; наружную и внутреннюю; в швах (деформационных, температурных и технологических);

- по назначению - на антифильтрационную и герметизирующую для предотвращения поступления фильтрующей жидкости внутрь или наружу защищаемого контура; пароизоляционную; антикоррозийную и многофункциональную;

- по способу устройства - на окрасочную пропиточную, штукатурную, оклеечную, литую, засыпную, монтируемую и инъекционную;

- по принципу работы материала изоляции - на проникающую и разбухающую (расширяющуюся);

- по характеру работы - на «прижимную» и работающую на «отрыв»;

- по виду материала - на цементную, асфальтовую, битумную, из бентонитовой глины, металлическую, полимерную, а также из современных материалов на основе органических и минеральных вяжущих и геосинтетиков.

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

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

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

- прочности на допускаемое давление, предела прочности при сдвиге, относительного удлинения при разрыве, адгезии, сопротивления трению, прочности к ударным нагрузкам и т.п.;

- устойчивости при воздействии положительных и отрицательных температур;

- пароизоляционного покрытия;

- срока службы;

- уплотнений и компенсаторов в деформационных, температурных и технологических швах.

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

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

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

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

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

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

12. Проектирование фундаментов

12.1. Общие положения

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

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

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

тяжелый средней плотности от 2200 до 2500 кг/м³;

мелкозернистый средней плотности свыше 1800 кг/м³.

Применяемые бетоны должны удовлетворять требованиям морозостойкости.

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

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

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

Для стадий возведения и эксплуатации должны рассматриваться расчетные ситуации:

до приобретения бетоном или раствором заданной прочности - на воздействие веса материала и других нагрузок, действующих на соответствующих этапах возведения;

после приобретения бетоном или раствором заданной прочности - на воздействие нагрузок, действующих на последующих этапах возведения и при эксплуатации фундамента.

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

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

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

12.2. Глубина заложения фундаментов

12.2.1. Глубина заложения фундаментов должна приниматься с учетом:

- назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения, нагрузок и воздействий на его фундаменты;

- глубины заложения фундаментов примыкающих сооружений, а также глубины прокладки инженерных коммуникаций;

- существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории;

- инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-механических свойств грунтов, характера напластований, наличия слоев, склонных к скольжению, карманов выветривания, карстовых полостей и пр.);

- гидрогеологических условий площадки и возможных их изменений в процессе строительства и эксплуатации сооружения;

- глубины сезонного промерзания грунтов.

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

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

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

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

, (12.1)

где M_t - 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;

d ₀ - 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 d ₀ для грунтов неоднородного сложения определяют как средневзвешенное в пределах глубины промерзания.

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

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

d_f = k_h d_fn , (12.2)

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

k_h - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений - по таблице 12.1; для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений k_h = 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 k_h за расчетную температуру воздуха принимают ее среднесуточное значение с учетом длительности отапливаемого и неотапливаемого периодов суток.

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

- для наружных фундаментов (от уровня планировки) по таблице 12.2;

- для внутренних фундаментов - независимо от расчетной глубины промерзания грунтов.

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

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

- предусмотрены специальные теплотехнические мероприятия, исключающие промерзание грунтов.

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

Таблица 12.1

Особенности сооружения	Коэффициент kh при расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещении, примыкающем к наружным фундаментам, °С
	0	5	10	15	20 и более
Без подвала с полами, устраиваемыми:
по грунту	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5
на лагах по грунту	1,0	0,9	0,8	0,7	0,6
по утепленному цокольному перекрытию	1,0	1,0	0,9	0,8	0,7
С подвалом или техническим подпольем	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4
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 ³ 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.

Таблица 12.2

Грунты под подошвой фундамента	Глубина заложения фундаментов в зависимости от глубины расположения уровня подземных вод dw , м, при
	dw £ df + 2	dw > df + 2
Скальные, крупнообломочные с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные и средней крупности	Не зависит от df	He зависит от df
Пески мелкие и пылеватые	Не менее df	To же
Супеси с показателем текучести IL < 0	То же	»
То же, при IL ³ 0	»	He менее df
Суглинки, глины, а также крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем при показателе текучести грунта или заполнителя IL ³ 0,25	»	To же
То же, при IL < 0,25	»	He менее 0,5 df
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 12.2 в зависимости от расчетной глубины промерзания грунта, определяемой по формуле ( 12.2) при коэффициенте k_h = 1. При этом нормативную глубину промерзания, считая от пола подвала, определяют расчетом по 12.2.3 с учетом среднезимней температуры воздуха в подвале.

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

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

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

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

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

D h £ a (tg j ₁ + c₁ / p), (12.3)

где а - расстояние между фундаментами в свету, м;

j ₁ , c ₁ - расчетные значения угла внутреннего трения, град., и удельного сцепления, кПа;

p - среднее давление под подошвой вышерасположенного фундамента от расчетных нагрузок (для расчета основания по несущей способности), кПа.

12.3. Расчет столбчатых фундаментов

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

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

p = N / A ± M_x y / I_x ± М _y x / I _у , (12.4)

где N - расчетная вертикальная сила, кН;

M_x , М _y - расчетные моменты относительно осей фундамента х и у, кН·м;

I_x , I _у - моменты инерции подошвы фундамента относительно х и у, м⁴;

x , у, z - координаты (рисунок 12.1).

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

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

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

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

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

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

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

Высоту фундамента рекомендуется принимать кратной 0,30 м.

12.4. Расчет ленточных и прерывистых фундаментов

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

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

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

М = р а² / 2 , (12.5)

Q = p a , (12.6)

где р - среднее давление по подошве фундамента, кПа;

а - вылет консоли фундамента, м.

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

М=а (2Р _max + р₁) / 6 ; (12.7)

Q = a ( Р _max + p₁) / 2 , (12.8)

где Р _max и p ₁ - давления от расчетных нагрузок, кПа, передаваемые на грунт под краем фундамента и в расчетном сечении;

М - то же, что и в формуле ( 12.5);

Q - то же, что и в формуле ( 12.6).

Рисунок 12.2. - К расчету ленточного фундамента

12.5. Расчет плитных фундаментов

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

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

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

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

1) задание начального распределения коэффициента постели;

2) расчет совместных перемещений сооружения, плитного фундамента и основания с принятым распределением коэффициента постели k ( x , у) при действии заданных нагрузок и определение контактных давлений p ( x , y );

3) определение осадок основания w ( x , y ) с использованием принятой линейной или нелинейной модели основания, а также следующего приближения для коэффициента постели

k(x, y) = p(x, y) / w(x, y); (12.9)

4) повторение шагов 2) и 3) до достижения сходимости по контрольному параметру (например, по коэффициенту постели).

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

12.6. Расчет стен подвалов

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

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

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

, (12.10)

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

q - равномерная нагрузка на горизонтальной поверхности грунта, кПа;

λ _a - коэффициент, определяемый по формуле

, (12.11)

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

Значение σ не может быть отрицательным.

12.7. Фундаменты в вытрамбованных котлованах

12.7.1. Фундаменты в вытрамбованных котлованах подразделяют на:

мелкого заложения при d_p / b_m £ 1,5;

удлиненные при d_p / b_m > 1,5, где d_p - высота фундамента, а b_m - ширина фундамента в средней его части (рисунок 12.3);

столбчатые (при расстояниях в свету поверху между фундаментами a _min ³ 2 b_m ) и ленточные (при a _min < 2 b_m );

по способу устройства: без уширения основания с плоской или заостренной подошвой и с уширением основания.

12.7.2. Фундаменты в вытрамбованных котлованах применяют на глинистых грунтах, в том числе просадочных типа I по просадочности, с числом пластичности I _р ³ 0,03 при плотности сухого грунта ρ _d £ 1,6 г/см³ и при степени влажности S_r £ 0,75 для фундаментов мелкого заложения и S_r £ 0,65 для удлиненных фундаментов.

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

Рисунок 12.3. - Фундаменты в вытрамбованных котлованах

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

12.7.3. Рекомендуется применять следующие виды фундаментов в вытрамбованных котлованах:

столбчатые - для каркасных зданий при вертикальной нагрузке до 3000 кН, при этом при нагрузках свыше 500 кН рекомендуется применять фундаменты с уширенным основанием;

ленточные и столбчатые - для бескаркасных зданий при нагрузке до 300 кН/м.

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

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

- при последовательном вытрамбовывании котлованов в один этап a _min = 0,8 b_m ;

- при вытрамбовывании котлованов и бетонировании фундаментов в два этапа, т.е. через один фундамент, a _min = 0,5 b_m ;

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

12.7.6. Минимальную глубину вытрамбованных котлованов d_{p , min} , м, для фундаментов мелкого заложения без уширения основания определяют по формуле

, (12.12)

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

ρ_d и ρ_{d , s} - среднее значение плотности сухого грунта в пределах уплотненного слоя соответственно до уплотнения и после уплотнения, т/м³.

Значение ρ_{d , s} , т/м³, определяют по формуле

, (12.13)

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

ρ_s - плотность частиц грунта, т/м³;

S_r - степень влажности уплотненного грунта, принимаемая равной 0,9;

w - влажность грунта, доли единицы;

ρ_w - плотность воды, равная 1 т/м³.

Для фундаментов с уширенным основанием минимальную глубину вытрамбованного котлована принимают d_{p , min} ³ 2 b_m .

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

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

Число ударов трамбовки n_im для получения заданной глубины определяют по формуле

n_im = d_p / η_ws_im , (12.14)

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

η_w - коэффициент, учитывающий состояние грунта по влажности;

s_im - среднее значение понижения дна котлована за один удар трамбовки, см.

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

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

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

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

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

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

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

шара ( d_br = r_br ) для случаев, когда ниже дна вытрамбованного котлована залегают пески с ρ_d ³ 1,6 т/м³ или глинистые грунты с ρ_d ³ 1,6 т/м³ и степенью влажности S_r £ 0,7, а также с ρ_d ³ 1,7 т/м³ и степенью влажности S_r > 0,7;

эллипсоида вращения с отношениями полуосей d_br / r_br = 1,4 при залегании ниже дна котлована песков с ρ_d < 1,6 т/м³ или глинистых грунтов с S_r < 0,7 при ρ_d < 1,6 т/м³ и S_r > 0,7 при 1,5 < ρ_d < 1,7 т/м³ и d_br / r_br = 1,8 - для глинистых грунтов с S_r ³ 0,7 и ρ_d £ 1,5 т/м³.

Радиус уширения r_br , м, основания определяют по формуле

, (12.15)

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

V_cr - объем втрамбовываемого в дно жесткого материала, м³.

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

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

Радиус уплотненной зоны r_s , м, определяют по формуле

, (12.16)

где ρ_d и ρ_{d , s} - то же, что и в формуле ( 12.12).

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

h_s = r_s - r_br . (12.17)

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

12.8. Конструктивные указания

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

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

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

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

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

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

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

13. Устройство оснований и фундаментов

13.1. Общие положения

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

13.1.13. В актах приемки оснований необходимо:

- привести оценку соответствия грунтов основания предусмотренным в проекте;

- указать поправки, внесенные в проект оснований и фундаментов, а также в проект производства работ после промежуточных проверок оснований;

- дать рекомендации по дальнейшим работам.

13.1.14. К актам приемки оснований прилагают следующие документы:

- материалы испытаний грунтов, выполненных как в процессе текущего контроля производства работ, так и при приемке основания;

- акты промежуточных проверок и приемок скрытых работ;

- журналы производства работ;

- рабочие чертежи по фактически выполненным работам.

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

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

После окончания строительства наблюдения могут быть продолжены эксплуатирующей организацией.

13.2. Естественные основания

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

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

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

- разбивка котлована;

- планировка территории и отвод поверхностных и подземных вод;

- перенос при необходимости наземных и подземных коммуникаций или сооружений;

- ограждение котлована (в необходимых случаях).

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

- защиту котлована от попадания поверхностных вод;

- ограждение котлована и грунтов основания водонепроницаемой стенкой («стена в грунте», ограждение из шпунта, буросекущихся свай и т.п.);

- снятие гидростатического давления путем глубинного водоотлива из подстилающих слоев, содержащих воду;

- исключение притока воды в котлован через дно;

- исключение динамических воздействий во время откопки котлованов землеройными машинами с помощью защитного слоя грунта недобора;

- защиту грунта основания от промерзания.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

13.2.28. Контроль должен включать проверку:

- соблюдения необходимых недоборов грунта, недопущения переборов и нарушения структуры грунта основания;

- недопущения нарушения структуры грунта при срезке недоборов, подготовке оснований и укладке конструкций;

- предохранения грунтов оснований от подтапливания подземными и поверхностными водами с размягчением и размывом верхних слоев основания;

- соответствия характеристик вскрытых грунтов основания предусмотренным в проекте;

- достижения достаточного и однородного уплотнения грунтовых подушек, а также обратных засыпок и подготовок под полы;

- достаточности примененных мер по защите грунтов основания от промерзания;

- соответствия фактической глубины заложения и размеров конструкций и качества примененных материалов предусмотренным в проектах.

13.3. Уплотнение грунтов

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

- поверхностное уплотнение;

- грунтовыми сваями;

- предварительным замачиванием;

- глубинным вибрированием;

- временной пригрузкой с вертикальными дренами;

- вакуумированием.

13.3.2. Проектные решения по уплотнению грунтов должны содержать:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

13.4. Устройство грунтовых насыпей и подушек

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

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

б) подготовку поверхности для отсыпки грунтов;

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

г) подготовку грунтов к отсыпке и уплотнению;

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

е) выбор и подготовку оборудования для уплотнения грунтов;

ж) выполнение опытных работ по уплотнению грунтов.

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

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

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

- удаление переувлажненного грунта, комьев мерзлого грунта и т.п.;

- планировка отдельно отсыпаемых участков;

- доувлажнение грунта до влажности, близкой к оптимальной.

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

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

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

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

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

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

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

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

- толщину уплотненного слоя грунта;

- количество ударов трамбовки или проходов механизмов, необходимых для уплотнения до отказа;

- понижение поверхности отсыпки при уплотнении грунтов до отказа трамбованием, укаткой, вибрацией;

- оптимальную влажность уплотненных грунтов.

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

13.4.9. При необходимости производства работ в зимнее время следует:

- отсыпать в грунтовые подушки только маловлажные крупнообломочные, песчаные, а также глинистые грунты с влажностью не выше оптимальной;

- выполнять работы по отсыпке, разравниванию и уплотнению грунтов без перерыва для исключения их смерзания.

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

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

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

13.5. Устройство намывных оснований

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

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

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

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

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

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

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

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

13.5.5. При выборе карьера для намыва грунта следует учитывать:

- расстояние от карьера до площадки намыва;

- глубину залегания разрабатываемого грунта;

- обводненность или возможность обводнения забоя;

- гранулометрический состав грунтов и трудность их разработки.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

13.5.12. При приемке территории после окончания намыва грунта проверяют:

- геодезические высотные отметки намыва, соответствие его проекту в плановом размещении;

- соответствие физико-механических характеристик намытых грунтов предусмотренным в проекте по результатам исследования отобранных образцов грунта из скважин и шурфов, выполненных по сетке 40 - 50 м.

- наличие актов на скрытые работы и актов по заделке водосбросных устройств.

13.6. Закрепление грунтов

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

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

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

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

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

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

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

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

- проверкой качества применяемых исходных материалов и использованием материалов, имеющих заводскую документацию;

- операционным контролем качества применяемых рабочих материалов, опытной проверкой правильности заложенных в проект параметров закрепления и технических условий на производство работ;

- непосредственной проверкой исполнения требований проекта в отношении качества закрепления грунтов с применением специальных методов испытаний и контроля.

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

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

- вскрытием области закрепления контрольными шурфами и скважинами с их обследованием, отбором проб и лабораторными определениями характеристик закрепленных грунтов;

- испытаниями закрепленного массива статическим или динамическим зондированием;

- исследованием области закрепления геофизическими методами;

- при инъекционном закреплении грунтов оснований или фундаментов существующих сооружений - проведением инструментальных наблюдений за осадками фундаментов и другими деформациями до, во время и после закрепления.

Силикатизация и смолизация

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Цементация

13.6.19. Для качественного закрепления трещиноватых полускальных и скальных, в том числе закарстованных грунтов, должна быть обеспечена локализация нагнетаемых через скважины растворов в пределах закрепляемого массива и заполнение, наряду с крупными, всех мелких трещин (каналов, полостей), для чего следует соблюдать следующую последовательность работ:

а) создание защитного барьера против выхода растворов за контур закрепляемого массива путем предварительной цементации через барьерные скважины, расположенные по контуру массива;

б) последующая инъекция растворов внутри контура через систему равномерно распределенных и достаточно часто расположенных по проекту скважин.

13.6.20. Нагнетание растворов через каждую скважину надлежит производить до «отказа». За «отказ» (прекращение нагнетания) при цементации скальных грунтов следует принимать:

- поглощение скважиной (зоной) расчетного количества раствора при давлении нагнетания, не превышающем проектное;

- снижение расхода раствора до 5 - 10 л/мин на скважину (зону) с одновременным повышением давления нагнетания выше проектного, если расход при «отказе» особо не оговорен в проекте.

13.6.21. Виды, марки и качество цементов, виды других применяемых для приготовления инъекционных растворов материалов и химических добавок, а также составы инъекционных растворов устанавливают в проекте в зависимости от грунтовых условий и особенностей возводимого сооружения.

13.6.22. В проекте работ по цементации грунтов должны содержаться данные о длине одновременно инъецируемых зон в скважинах и конструкции их верхней части, последовательности обработки скважин, номенклатуре и характеристиках применяемых материалов и сведения о потребностях в них.

13.6.23. Цементационные работы следует производить способом последовательного сближения скважин, начиная с максимальных расстояний, при которых гидравлическая связь между ними при нагнетании практически отсутствует.

13.6.24. Бурение и нагнетание растворов в трещиноватых полускальных, скальных и закарстованных грунтах, как правило, следует производить сразу на всю глубину цементации, устанавливаемую проектом.

Разделение скважины на зоны и поочередное нагнетание раствора в каждую из них следует производить в следующих случаях:

- при наличии разного вида и разных размеров заполняемых растворами полостей (трещин, карстовых пустот и каналов) и применении различных заполнителей на разных глубинах цементируемой толщи грунтов;

- при наличии в скальных грунтах нескольких прослоев с трещинами или карстовыми пустотами;

- при большой толще (более 10 м) цементируемого массива.

13.6.25. Бурение очередных зон по глубине скважины и нагнетание в них растворов при отсутствии напорных подземных вод допускается производить без перерывов на время твердения цементного раствора. При наличии напорных подземных вод необходимы перерывы на время твердения цементного раствора.

В скальных грунтах зоны скважин после завершения бурения следует промывать водой или продувать сжатым воздухом.

13.6.26. Порядок буровых и инъекционных работ при цементации крупнообломочных грунтов и гравелистых песков регламентируется требованиями, установленными для других инъекционных способов (силикатизация, смолизация).

13.6.27. Качество цементации скальных грунтов (трещиноватых, закарстованных) контролируют способами бурения, гидравлического опробования и цементации контрольных скважин. При этом критерий оценки качества цементации в зависимости от ее назначения, вида грунта и характера трещиноватости (закарстованности), а также объем контрольных работ устанавливают проектом.

13.6.28. В закарстованных грунтах контроль качества цементации, как правило, следует производить определением удельного водопоглощения. Допустимые размеры остаточных пустот и значений удельного водопоглощения устанавливают проектом.

13.6.29. Цементация грунтов с помощью струйной технологии, заключающаяся в разрушении и перемешивании грунта высоконапорной струей цементного раствора, включает два этапа: бурение скважины до заданной глубины и обратный ход буровой колонны с одновременным ее вращением. При обратном ходе поднимают давление цементного раствора, который, поступает в сопла монитора, создающие струю с высокой кинетической энергией. В результате в грунтовом массиве образуются отдельно стоящие или секущиеся грунтоцементные столбы заданной длины диаметром до 1,5 м.

Струйная технология может быть использована для:

- сооружения ленточных в плане конструкций типа «стена в грунте»;

- укрепления грунта вокруг отрываемого котлована;

- укрепления оснований и фундаментов существующих сооружений;

- создания противофильтрационных завес;

- проведения противооползневых мероприятий.

Буросмесительный способ закрепления шов

13.6.30. Работы по закреплению илов буросмесительным способом (илоцементными сваями) следует производить специальными буросмесительными машинами или станками вращательного бурения с крутящим моментом не менее 2,5 кН·м при диаметре илоцементных свай до 0,7 м и не менее 5 кН·м - при диаметре до 1 м.

Для нагнетания цементного раствора следует применять растворонасосы, развивающие давление не менее 0,7 МПа и обеспечивающие непрерывную дозированную подачу раствора.

13.6.31. Суммарное время приготовления, транспортирования и подачи цементного раствора в грунт не должно превышать времени до начала схватывания раствора.

13.6.32. При производстве работ по закреплению илов буросмесительным способом следует контролировать и соблюдать установленный по результатам опытных работ и заданный проектом технологический режим: частоту вращения и линейную скорость перемещения рабочего органа, последовательность нагнетания цементного раствора, число проходов рабочего органа и расход цементного раствора.

Термическое закрепление

13.6.33. Бурение скважин для обжига грунтов следует производить в режиме, исключающем уплотнение грунтов в стенках скважин от бурового инструмента.

13.6.34. Для проверки соответствия грунтовых условий данным инженерно-геологических изысканий и проекта в процессе бурения технологических скважин следует по указанию проекта производить отбор образцов закрепляемых грунтов и лабораторные определения их характеристик.

13.6.35. Началу работ по обжигу грунтов в скважинах должно предшествовать испытание газопропускной способности скважин. При выявлении слоев с низкой газопроницаемостью следует принимать меры по выравниванию газопропускной способности скважины путем отсечения и продувки таких слоев или путем увеличения поверхности фильтрации части скважины.

13.6.36. Расход сжатого воздуха и топлива в процессе обжига должен регулироваться в пределах, обеспечивающих максимальную температуру газов, не вызывающую оплавление грунтов в стенках скважины. Давление и температура газов должны регистрироваться в журнале работ.

13.6.37. В случае обнаружения выходов газов или воздуха на поверхность через трещины в грунте работу по обжигу следует приостановить, а трещины заделать природным грунтом, имеющим влажность не более естественной.

13.6.38. Образование массива следует считать законченным, если установленные в расчетном контуре термопары зафиксировали достижение заданной расчетной температуры, но не менее 350 °С.

13.6.39. Качество термического закрепления грунтов следует контролировать по результатам лабораторных испытаний на прочность, деформируемость и водостойкость образцов закрепленных грунтов, отбираемых из контрольных скважин. При этом учитывают также зафиксированные в рабочих журналах результаты замеров расхода топлива (электроэнергии) и сжатого воздуха, данные о температуре и давлении газов в скважинах в процессе термообработки грунтов. При необходимости, определяемой проектом, прочностные и деформационные характеристики закрепленных грунтов могут определять полевыми методами.

13.7. Искусственное замораживание грунтов

13.7.1. Искусственное замораживание грунтов следует предусматривать для устройства временных ледогрунтовых ограждений котлованов при строительстве подземных сооружений и фундаментов в водонасыщенных неустойчивых песчаных и супесчаных грунтах, а также в трещиноватых скальных и полускальных грунтах.

13.7.2. Искусственное замораживание грунтов осуществляют хладоносителем (охлажденным до отрицательных температур рассолом), циркулирующим в рассолопроводах и замораживающих колонках.

Вид, концентрация и температура хладоносителя должны определяться в зависимости от температуры, засоленности и скорости движения подземных вод. Как правило, в качестве хладоносителя следует использовать рассол - водный раствор хлористого кальция, охлажденного до минус 20 - 25 °С.

Для охлаждения рассола следует применять аммиачные или фреоновые холодильные установки. В обоснованных случаях при замораживании грунтов допускается использовать жидкий азот, непосредственно подаваемый в замораживающие колонки, а также диоксид углерода («сухой лед»), засыпаемый в колонки, температура испарения которого составляет минус 78 °С.

13.7.3. Скважины для замораживающих колонок располагают по контуру котлована с шагом 1,0 - 1,5 м. Расстояние между рядами скважин при их многорядном расположении принимают равным 2,0 - 3,0 м.

13.7.4. В проекте следует предусмотреть бурение дополнительных (резервных) скважин в количестве не более 10 % их общего числа для вертикальных и не более 20 % - для наклонных скважин при глубине замораживания до 100 м; при глубине замораживания свыше 100 м соответственно не более 20 и 25 %.

13.7.5. Скважины должны быть заглублены в водоупорный слой грунта не менее чем на 3 м. Толщина водоупорного слоя должна быть определена расчетом на возможный прорыв подземных вод.

При отсутствии водоупорного слоя необходимо образовывать искусственный водоупорный слой специальными способами (например, цементацией или замораживанием грунта по всей площади котлована).

13.7.6. Замораживающие колонки следует погружать сразу после окончания бурения скважины.

13.7.7. Для наблюдения за процессом замораживания следует устраивать контрольные скважины: гидрогеологические и термометрические. Число и места их расположения определяют в зависимости от инженерно-геологических условий.

13.7.8. Нагнетательные линии рассолопроводов должны быть смонтированы с уклоном 1 - 2 % в сторону конденсатора, а всасывающие линии - 0,5 % в сторону испарителей.

13.7.9. После монтажа сеть рассолопроводов должна быть промыта водой, а затем испытана на герметичность гидравлическим давлением, в 1,5 раза превышающим рабочее давление, но не менее чем 0,6 МПа. Сеть считают пригодной для эксплуатации, если в течение 15 мин давление опрессовки не изменяется и при осмотре сети не обнаружено течи в соединениях и трубах.

13.7.10. Перед заполнением сети рассолопроводов хладоносителем ее надлежит повторно промыть водой, которая затем должна быть полностью удалена. Перед зарядкой системы холодильных установок хладагентом (аммиаком или фреоном) в ней следует создать вакуум.

13.7.11. Подключенные к сети рассолопроводов замораживающие колонки, если порядок их включения в работу особо не оговорен проектом, следует вводить в эксплуатацию постепенно за период до 5 сут. Включение колонок в работу группами допускается только при соответствующем обосновании, при этом в первую очередь вводят в действие смежные колонки, имеющие наибольшие отклонения разного знака от проектных положений.

13.7.12. В период эксплуатации замораживающих систем следует регистрировать температуру хладоносителя, уровень воды в наблюдательных гидрологических скважинах, температуру грунтов в термометрических скважинах и другие параметры.

13.7.13. В процессе замораживания водоносных пластов, заключенных между глинистыми прослойками, следует постоянно контролировать обеспечение свободного подъема подземной воды через разгрузочные скважины.

13.7.14. Требуемую мощность холодильной установки, толщину стен и габариты ледогрунтового ограждения устанавливают в проекте, разработанном на основе статических и теплотехнических расчетов в зависимости от размеров и конфигурации котлована и физико-механических характеристик замороженного грунта.

Расчетное значение предела прочности замороженного грунта на одноосное сжатие следует принимать равным 0,35 его нормативного значения для круглых вертикальных выработок диаметром до 10 м и 0,20 - 0,25 - для выработок больших размеров и сложной конфигурации.

13.7.15. Производство строительно-монтажных работ в пределах ледогрунтового ограждения разрешается при постоянном контроле за его состоянием и корректировке работы замораживающей станции с целью обеспечения сохранения размеров ограждения и его температуры.

13.7.16. Выемку грунта из открытого котлована при положительных температурах воздуха необходимо производить, защищая ледогрунтовые стенки по мере их вскрытия от действия атмосферных осадков и солнечных лучей с регистрацией защитных мероприятий в журнале работ.

13.7.17. Извлечение замораживающих колонок и демонтаж холодильного оборудования следует производить после окончания всех работ, выполнение которых было намечено под защитой ледогрунтового ограждения. Скважи ны в процессе извлечения из них замораживающих колонок должны тампонироваться с регистрацией в журнале работ. Порядок извлечения колонок должен быть определен проектом. Искусственное оттаивание грунтов следует производить в тех случаях, когда оно предусмотрено проектом.

13.8. Строительное водопонижение и устройство гидроизоляции

13.8.1. До начала работ по водопонижению необходимо обследовать техническое состояние сооружений, находящихся в зоне влияния работ, а в период производства работ - осуществлять мониторинг поведения указанных сооружений. Необходимо также уточнить расположение существующих подземных коммуникаций.

13.8.2. При проведении водопонизительных работ следует предусматривать меры по предотвращению разуплотнения грунтов, а также нарушению устойчивости откосов котлована и оснований расположенных рядом сооружений.

13.8.3. При применении водоотлива из котлованов и траншей фильтрующие откосы и дно, при необходимости, следует пригружать слоем песчано-гравийного материала, толщина которого назначается в проекте. Вместимость зумпфов должна быть не менее пятиминутного притока воды к ним.

13.8.4. Бурение водопонизительных скважин и последующую установку в них фильтров выполняют с соблюдением следующих требований:

а) низ обсадной трубы при бурении скважин ударно-канатным способом должен опережать уровень разрабатываемого забоя не менее чем на 0,5 м, а подъем буровой желонки должен производиться со скоростью, исключающей подсасывание грунта через нижний конец обсадной трубы; при бурении в грунтах, в которых возможно образование пробок, в полости обсадной трубы необходимо поддерживать уровень воды, превышающий уровень подземных вод;

б) бурение водопонизительных скважин с глинистой промывкой допускается, если предварительно выполнено опытное бурение и установленная эффективность разглинизации отвечает требованиям проекта;

в) перед опусканием фильтров и извлечением обсадных труб скважины должны быть очищены от бурового шлама; в скважинах, пробуренных в супесях, а также в переслаивающихся водоносных и водоупорных слоях внутренняя полость обсадной трубы должна быть промыта водой; контрольный замер глубины скважины следует производить непосредственно перед установкой фильтра;

г) при бурении скважин необходимо отбирать пробы для уточнения границ водоносных слоев и гранулометрического состава грунтов.

13.8.5. При погружении в грунт гидравлическим способом фильтровой колонны или обсадных труб следует обеспечивать непрерывность подачи воды, а при наличии сильно поглощающих воду грунтов следует дополнительно подавать в забой сжатый воздух.

13.8.6. Обсыпку фильтров надлежит производить равномерно слоями высотой не более 30-кратной толщины обсыпки. После каждого очередного подъема трубы над ее нижней кромкой должен оставаться слой обсыпки высотой не менее 0,5 м.

13.8.7. Монтаж насосов в скважинах следует производить после проверки скважин на проходимость шаблоном диаметром, превышающим диаметр насоса.

13.8.8. После ввода понизительной системы в действие откачку следует производить непрерывно.

Насосные агрегаты, установленные в резервных скважинах, а также резервные насосы открытых установок должны периодически включаться в работу в целях поддержания их в рабочем состоянии.

Водопонизительные системы следует оборудовать устройствами автоматического отключения любого агрегата при понижении уровня воды в водоприемнике ниже допустимого.

13.8.9. При эксплуатации понизительных систем в зимнее время должно быть обеспечено утепление насосного оборудования и коммуникаций, а также предусмотрена возможность их опорожнения при перерывах в работе.

13.8.10. При устройстве дренажей земляные работы следует начинать со сбросных участков с продвижением в сторону более высоких отметок, а укладку труб и фильтрующих материалов - с водоразделительных участков в сторону сброса или насосной установки (постоянной или временной) для исключения пропуска по дренажу неосветленных вод.

13.8.11. Укладку дренажных труб, устройство смотровых колодцев и монтаж оборудования дренажных насосных станций необходимо производить с соблюдением требований СНиП 3.07.03 и СНиП 3.05.05.

13.8.12. Для фильтровых покрытий вокруг труб используют песчано-гравийные обсыпки, обертки из искусственных материалов (геотекстиля), а также дренажные композиционные материалы (геокомпозиты).

Для дренажных труб, обмотанных рулонным фильтрующим материалом с перехлестом слоев, необходимо устраивать песчано-гравийную подготовку (подушку) толщиной не менее 100 мм. Если в основании залегают пески, допускается укладка труб на спланированное естественное основание.

13.8.13. Пластовый дренаж выполняют одно- или двухслойным. Однослойный дренаж из щебня или гравия укладывают на скальные или полускальные трещиноватые грунты. Двухслойный дренаж выполняют в песках и глинистых грунтах. Верхний слой отсыпают из щебня или гравия минимальной толщиной 150 мм, нижний слой - из песка средней крупности минимальной толщиной 100 мм.

При устройстве пластовых дренажей недопустимы нарушения в сопряжении щебеночного слоя постели со щебеночной обсыпкой труб.

13.8.14. Для устройства пристенного дренажа эффективно применение оболочки «Дрениз», состоящей из листов полимерного материала специального профиля и нетканого геотекстильного материала, скрепленных между собой с помощью сварки или водостойкого клея. Листы оболочки «Дрениз» соединяют друг с другом внахлест.

13.8.15. Горизонтальные трубчатые скважины лучевого дренажа устраивают с помощью станков горизонтального бурения или проколом. Водосборный приемник выполняют методами «стены в грунте», опускного колодца и другими.

13.8.16. Галерейные дренажи выполняют открытым или подземным (штольневым, щитовым или методом продавливания) способами. Вокруг галерей устраивают гравийно-песчаную обсыпку или фильтры из пористых материалов.

Устройство гидроизоляции

13.8.17. Число слоев окрасочной гидроизоляции назначают в зависимости от категории сухости подземного помещения, трещиноватости изолируемых конструкций и напора подземных вод.

13.8.18. Оклеечную гидроизоляцию из битумных рулонных материалов и листовых полимерных материалов применяют в случаях, когда использование окрасочной и штукатурной гидроизоляции не обеспечивает водонепроницаемость сооружений.

При оклеечной гидроизоляции необходимо обеспечивать сплошность защиты по всему периметру сооружения, включая вертикальные элементы и подошву.

При использовании оклеечной гидроизоляции из рулонных материалов необходимо обеспечить ее сохранность от механических воздействий защитной прижимной стенкой. Для устройства прижимной стенки используют красный кирпич, железобетонную обойму и плоские асбестоцементные листы на битумной мастике.

13.8.19. Для штукатурной гидроизоляции, наносимой методом торкретирования, рекомендуется применять различные виды расширявшихся и напрягающихся цементов в зависимости от напора подземных вод.

13.8.20. В сильно агрессивных средах для защиты как бетонов, так и сталей рекомендуется нанесение бесшовных эластичных покрытий (эластомеров), изготавливаемых на основе каучуков или водной дисперсии латекса. Эти покрытия наносят кистью, валиком, распылителем толщиной 1 - 3 мм.

13.8.21. Для гидроизоляции фундаментных плит, подземных частей сооружений, а также при устройстве противофильтрационных завес при гидростатическом давлении столба воды до 10 м применяют гидроизоляцию из рулонных бентонитовых материалов, полученных путем нанесения слоя бентонитовой глины на листы специально обработанного полиэтилена.

13.8.22. Для гидроизоляции ответственных подземных сооружений в сложных гидрогеологических условиях могут применяться металлические (стальные) листы, которые закрепляют на конструкции. В процессе эксплуатации они должны подвергаться периодическому освидетельствованию для контроля их коррозионной устойчивости.

13.8.23. Для заполнения щелей и швов подземных строительных конструкций необходимо использовать горячий битум, пек, асфальтовый раствор, а также различного рода герметики и профильные эластичные элементы.

13.8.24. Для улучшения водонепроницаемости подземных конструкций следует применять инъекционную гидроизоляцию, применяя методы цементации, силикатизации, смолизации и битумизации. Цементацию широко применяют для заполнения трещин, «лечения» бетонов, в ремонте гидроизоляционных покрытий. Нагнетание растворов производят через шпуры и скважины, пробуренные в теле конструкции.

13.8.25. Для обеспечения наибольшей надежности защиты подземных сооружений от подземных вод в сложных инженерно-геологических условиях, а также в помещениях, где должно быть абсолютно сухо, необходимо использовать комплексный подход, применяя несколько методов одновременно (например, внутреннюю окрасочную или оклеечную гидроизоляцию, цементацию застенного грунтового мас сива для уплотнения прилегающего грунта и выборочную полимерную инъекцию на наиболее неблагоприятных участках).

13.9. Усиление фундаментов при реконструкции

13.9.1. Усиление фундаментов при реконструкции может быть осуществлено следующими способами:

- укрепление тела фундаментов;

- увеличение опорной площади;

- подводка нового фундамента с увеличением глубины заложения;

- устройство под зданием плиты;

- устройство дополнительных фундаментов;

- усиление фундаментов сваями.

13.9.2. При неудовлетворительном состоянии фундамента (механические повреждения, наличие осадочных трещин, расслоение и растрескивание тела фундамента в результате промораживания и т.д.) его следует укрепить путем инъекции твердеющего раствора. В качестве твердеющих растворов применяют цементный раствор, синтетические смолы и т.п., которые подают под давлением 0,2 - 0,6 МПа через инъекторы, погружаемые в тело фундамента на глубину 0,4 - 0,6 его ширины с расстоянием между ними 50 - 100 см. Указанные параметры уточняют в процессе производства работ.

13.9.3. Работы по укреплению тела фундамента необходимо вести в отрытых котлованах (траншеях) захватками длиной 2 - 2,5 м. Нагнетание раствора прекращают, если в течение 10 - 15 мин он не поглощается материалом фундамента.

13.9.4. Для усиления деформировавшихся или ослабленных фундаментов проводят их сплошное обетонирование с добавочным армированием - устройство одно- или двухсторонних бетонных обойм (рубашек усиления) толщиной 20 - 30 см, или железобетонных обойм толщиной не менее 15 см. Для устройства рубашек усиления при насыщении их арматурой следует использовать бетон с пластифицирующими добавками.

13.9.5. Для обеспечения прочного сцепления нового бетона с поверхностью существующего фундамента его поверхность должна быть очищена. Для этого используют промывку водой под высоким давлением или смесью воды со сжатым воздухом; промывку химическими веществами (раствором соляной кислоты); пескоструйную очистку сухим или мокрым способом; механическую обработку поверхности для обеспечения ее шероховатости. Шероховатость усиляемого фундамента создают насечкой перфораторами или отбойными молотками со специальными насадками, а при небольшом объеме работ - вручную.

13.9.6. Перед бетонированием обоймы необходимо увлажнить поверхность фундамента за 1 - 2 сут до укладки бетона. В зимнее время поверхность фундамента перед заключением в бетонную рубашку следует смачивать горячей водой.

13.9.7. До засыпки котлованов поверхность фундаментов должна покрываться битумом.

13.9.8. Увеличение опорной площади фундаментов (устройство банкет) под столбы и колонны необходимо проводить по всему периметру подошвы. Банкеты и существующие фундаменты должны быть соединены жестко. Ширина банкета в нижней части должна быть не менее 30 см, а в верхней - 20 см. Высота железобетонного банкета на концах разгружающих балок не должна быть менее 20 - 25 см.

13.9.9. Банкеты для расширения подошвы фундамента следует изготавливать из бетона класса не ниже В12,5. Подошву фундаментов отдельно стоящих опор целесообразно расширять одновременно с устройством металлической обоймы вокруг колонны. Разгружающие балки также должны быть металлическими для приварки их к вертикальным стойкам обоймы. Участки грунта вокруг фундамента следует предварительно уплотнять тщательным втрамбовыванием щебеночной или гравийной смеси.

13.9.10. При необходимости углубления подвала, прокладки новых коммуникаций, понижения отметки пола, переноса подошвы фундаментов на более прочные слои грунта основания и т.п. проводят работы по замене старого фундамента новым, заглубленным на более глубокую отметку, а также устройству дополнительных фундаментов.

13.9.11. Разборку старых фундаментов производят после устройства временных разгружающих конструкций - выносных опор или других специальных приспособлений, на которые передается нагрузка от несущих стен или колонн сооружения. Выносные опоры и приспособления должны устраиваться на уплотненном основании.

Ленточный фундамент разбирают отдельными захватками длиной 2 - 3 м.

13.9.12. После устройства нового фундамента должно быть обеспечено включение его в совместную работу с несущими конструкциями (подклинивание, инъецирование под давлением песчано-цементного раствора и т.п.).

Демонтаж разгружающих конструкций производят после засыпки котлована.

13.9.13. Подводку под здание фундаментной плиты необходимо применять в тех случаях, когда здание в период строительства или эксплуатации претерпевает большие неравномерные осадки.

Перед устройством фундаментной плиты под нее должна укладываться щебеночная подготовка толщиной 15 - 20 см с плотной послойной трамбовкой ее в грунт.

13.9.14. В проекте усиления должна быть предусмотрена очередность работ захватками протяженностью 3 - 4 м. Захватки необходимо чередовать так, чтобы штрабы в существующем фундаменте пробивали не ранее чем через 3 сут после бетонирования соседних предыдущих захваток.

13.9.15. При устройстве новых дополнительных фундаментов (сборных или монолитных) для отделения старых фундаментов от новых должен быть устроен разделительный ряд из антисептированных досок толщиной 5 см или металлического шпунта, погружаемых ниже подошвы фундаментов на глубину не менее 50 см.

13.9.16. Для усиления фундаментов и особенно обжатия грунтов основания рекомендуется применять плоские гидравлические домкраты или пакеты из них.

13.9.17. При недостаточной несущей способности фундаментов также могут быть использованы сваи различных конструкций: буронабивные, буроинъекционные, забивные, вдавливаемые, устраиваемые в соответствии с указаниями нормативных документов по свайным фундаментам, а также «стена в грунте».

13.9.18. При восстановлении и устройстве изоляции усиливаемых и новых фундаментов и стен подвалов могут быть применены следующие варианты:

- устройство противофильтрационной и/или антикоррозионной гидроизоляции;

- при залегании уровня подземных вод выше отметки пола подвала или при сильноагрессивных водах - оклеечная гидроизоляция из рулонных материалов на негниющей основе (гидроизол, стеклорубероид, металлоизол, полиэтилен и др.), на битумном растворе, а также литая гидроизоляция, коллоидно-цементные растворы, различные мастики и др.;

- в малоагрессивной среде - наружная обмазочная гидроизоляция из водонепроницаемой прослойки из жирного цементного раствора толщиной 2 - 3 см или двух слоев битумной или полимерной мастики;

- для восстановления гидроизоляции при реконструкции сооружений - использование завес, устраиваемых путем нагнетания в грунт через инъекторы раствора битума, жидкого стекла, петролатума, различных смол и др., а также инъецирование растворов в тело фундаментов.

13.10. Устройство «стены в грунте» и грунтовых анкеров

«Стена в грунте»

13.10.1. «Стену в грунте» применяют при строительстве:

- несущих конструкций подземных сооружений;

- ограждений котлованов;

- противофильтрационных завес.

13.10.2. Устройство «стены в грунте» возможно в дисперсных грунтах всех видов, не содержащих крупных включений (валунов). Инженерно-геологическое строение площадки должно быть изучено на глубину не менее 10 м ниже подошвы стены и содержать данные об уровнях и режимах подземных вод, степени их агрессивности и отметках заложения водоупора.

13.10.3. «Стена в грунте» может быть устроена траншейным и свайным способами.

Траншейный способ устройства «стены в грунте» предусматривает разработку траншей и возведение в них стен под защитой глинистого раствора, удерживающего стены траншеи от обрушения. При свайном способе «стену в грунте» возводят из секущихся буронабивных свай, устраиваемых с помощью буровых установок, оборудованных инвентарными обсадными трубами.

13.10.4. Заполнение траншей в зависимости от назначения стен может осуществляться монолитным бетоном (железобетоном) или сборными железобетонными конструкциями. В случае свайного способа опережающие сваи выполняют монолитными бетонными, а пересекающие - железобетонными.

Устройство скважин рядом с ранее изготовленными сваями допускается лишь по прошествии не менее 48 ч после окончания бетонирования последних.

13.10.5. Разработка траншей и бурение скважин при устройстве «стены в грунте» должно осуществляться из специальных пионерных траншей.

13.10.6. Для разработки траншей следует использовать специализированные грейферные, ковшовые и фрезерные агрегаты. В обоснованных случаях допускается применение землеройных машин общего назначения.

Разработку траншей осуществляют захватками под защитой глинистого раствора, который должен поддерживаться на уровне не ниже 0,2 м от верха устья траншеи.

Длину захваток определяют из условия обеспечения устойчивости стен траншеи, размеров рабочего органа землеройной машины и принятой интенсивности бетонирования и она составляет обычно 3 - 6 м.

13.10.7. Приготовление глинистого раствора для устройства траншеи «стена в грунте» осуществляют с использованием бентонитового глинопорошка, а при его отсутствии - местных глин, имеющих физико-механические характеристики, приведенные в таблице 13.1. Пригодность местных глин определяют по результатам лабораторных испытаний глинистых растворов.

Допускается использование смеси небентонитовых и бентонитовых глин.

13.10.8. Применяемый глинистый раствор должен обеспечивать устойчивость стен грунтовых выработок (траншей, скважин) в период их разработки и заполнения бетоном или сборными элементами. Параметры раствора должны подбираться с учетом условий строительной площадки исходя из требований, указанных в таблице 13.1. Плотность бентонитового раствора в зависимости от расхода бентонитового глинопорошка приведена в таблице 13.2.

Таблица 13.1

Технические требования	Предельные значения
1. Показатели качества глины для приготовления растворов:
число пластичности содержание частиц размером, мм:	Не менее 0,2
крупнее 0,05	Не более 10 %
менее 0,005	Не менее 30 %
2. Показатели качества глинистого раствора:
толщина глинистой корки	Не более 4 мм
водоотдача	Не более 17 см3 за 30 мин
условная вязкость	Не более 30 с
содержание песка	Не более 4 %
стабильность	Не более 0,05 г/см3
суточный отстой воды	Не более 4 %
показатель pH	9 - 11
плотность раствора:
из бентонитовых глин	1,03 - 1,10 г/см3
из глин других видов	1,10 - 1,25 г/см3

Таблица 13.2

Плотность глинистого раствора, г/см3	Расход бентонитового глинопорошка глинистого раствора, кг/м3
1,03	47 - 49
1,04	63 - 65
1,05	78 - 81
1,06	93 - 98
1,07	109 - 114
1,08	124 - 130

13.10.9. Разработка неустойчивых грунтов с напорными водами должна производиться с использованием глинистых растворов повышенной плотности, для чего допускается применять барит, магнетит и другие утяжелители раствора в количестве, зависящем от требуемой плотности раствора, но не более 7 % массы глины. При разработке грунтов в целях снижения водоотдачи и потерь глинистого раствора в него можно добавлять жидкое стекло (силикат натрия) в пределах от 2 до 6 % массы глины.

Качество глинистых растворов для повторного их использования следует восстанавливать очисткой или добавлением глин.

13.10.10. Непосредственно перед началом работ по заполнению траншеи бетоном или железобетонными конструкциями, а свайных скважин бетоном, надлежит очистить их забой от осадка и возможных вывалов грунта.

13.10.11. Бетонирование стен под защитой глинистого раствора следует производить не позднее чем через 8 ч после образования траншеи на захватке. До укладки бетона необходимо установить в траншею ограничители между захватками и арматурный каркас. Конструкция ограничителей должна воспринимать давление бетона, исключать попадание бетона из одной захватки в другую и обеспечивать заданную водонепроницаемость стыков.

13.10.12. Бетонирование траншей и свай следует выполнять методом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ). Бетон следует применять с осадкой стандартного конуса 18 - 20 см и крупностью заполнителя до 50 мм.

Использование в процессе подачи бетона в траншеи вибрирования, в том числе путем попеременного включения и выключения вибратора, позволяет применять полужесткие бетонные смеси с осадкой конуса не более 8 см и достигать повышенной однородности, плотности, прочности и водонепроницаемости «стены в грунте».

В процессе укладки бетона в траншею необходимо периодически отбирать вытесняемый излишек глинистого раствора, не допуская снижения его уровня в траншее. При протяженности захватки более 5 м следует применять для бетонолитных труб синхронную подачу бетонной смеси.

13.10.13. Подачу бетона при устройстве «стен в грунте» следует осуществлять непрерывно до полного заполнения траншеи или скважин. Низ подающих бетонолитных труб в начале работ должен находиться на 10 - 20 см выше уровня дна траншеи или забоя скважины, а затем - ниже уровня бетона не менее чем на 1 м.

13.10.14. Технологические приемы, применяемые для омоноличивания (тампонажа) стыков при устройстве «стен в грунте», должны обеспечивать достаточную прочность и водонепроницаемость стыков.

Для омоноличивания стыков применяют тампонаж бетонным раствором, в том числе вибронабивным способом, заварку стыков металлическими накладками, а также уплотнение стыков грунтоцементными колоннами, образуемыми по технологии струйной цементации.

Инъекционные преднапряженные грунтовые анкеры

13.10.15. Инъекционные преднапряженные грунтовые анкеры применяют для крепления ограждений котлованов и устраивают в любых грунтах, за исключением слабых глинистых, просадочных, набухающих, органо-минеральных и органических.

13.10.16. В процессе бурения скважин для устройства инъекционных анкеров следует контролировать правильность установки бурового агрегата относительно направления бурения, а также соответствие фактического напластования грунтов материалам инженерных изысканий.

13.10.17. При расположении устьев скважин анкеров ниже уровня подземных вод должны быть предусмотрены уплотнения, исключающие выход подземных вод и грунтов в котлован.

13.10.18. В качестве анкерных тяг используют, как правило, сплошные металлические стержни или армированные канаты (пряди). В постоянных анкерах должна предусматриваться защита анкерных тяг от коррозии.

13.10.20. Конструктивное и технологическое решение анкера должно исключать контакт цементного камня в скважине с основной конструкцией при натяжении анкера.

13.10.21. Способы бурения скважин и способы производства работ по устройству анкеров не должны нарушать условий нормальной эксплуатации окружающей застройки.

13.10.22. При устройстве анкеров проводят пробные, контрольные и приемочные испытания.

13.10.23. Пробные испытания проводят для определения несущей способности анкеров в наиболее характерных в геологическом отношении местах на максимально возможную нагрузку по материалу анкерных тяг, но не менее чем в 1,75 раза превышающую проектную нагрузку. Места проведения и число пробных испытаний анкеров определяются проектной организацией, число испытаний должно быть не менее трех.

При испытаниях необходимо определять потери усилий в анкерах при блокировке анкерных тяг.

Анкеры, исчерпавшие несущую способность при проведении пробных испытаний, как правило, не могут быть использованы далее при эксплуатации.

13.10.24. Контрольные испытания анкеров проводят для проверки правильности принятых в проекте конструкций и технологии устройства анкеров на нагрузку, в 1,5 раза превышающую проектную. Число контрольных испытаний анкеров и порядок их выполнения устанавливают в проекте.

13.10.25. Приемочные испытания анкеров проводят для проверки эксплуатационной пригодности выполненных анкеров на нагрузку, в 1,25 раза превышающую проектную. Приемочным испытаниям подвергают все анкеры, кроме анкеров, на которых были проведены контрольные испытания.

13.10.26. По завершению контрольных и приемочных испытаний анкеры напрягают усилием, определенным проектом.

13.10.27. Мониторинг, связанный с устройством анкеров, является частью общего мониторинга, проводимого в процессе строительства объекта в целом (раздел 14).

13.11. Вытрамбовывание котлованов

13.11.1. Перед проведением работ по вытрамбовыванию котлованов отрывают на проектную глубину по всей площади или отдельными участками общий котлован под сооружение и проводят разметку мест расположения будущих вытрамбованных котлованов.

13.11.2. При необходимости доувлажнения грунтов до оптимальной влажности производят заливку с поверхности каждого вытрамбовываемого котлована или через скважины диаметром 20 - 30 см и глубиной до 1,2 - 1,5 м расчетным количеством воды.

13.11.3. Очередность вытрамбовывания котлованов и схему движения механизма с трамбовкой назначают с таким расчетом, чтобы обеспечить бетонирование фундаментов не позднее чем через 1 - 2 суток после окончания вытрамбовывания.

13.11.4. При расстояниях в свету между отдельными фундаментами менее 0,8 b _ср ( b _ср - размер трамбовки в среднем сечении) котлованы вытрамбовывают через один фундамент. Вытрамбовывание котлованов под пропущенные фундаменты производят не менее чем через 3 сут после бетонирования фундаментов в ранее вытрамбованных котлованах.

13.11.5. Вытрамбовывание котлованов начинают после установки трамбовки в проектное положение (с допусками, указанными в проекте) и производят путем последовательного сбрасывания трамбовки по направляющей штанге, а при применении сваебойного оборудования - путем забивки трамбовки на заданную глубину.

Высоту сбрасывания трамбовки назначают из условий, чтобы погружение трамбовки за один удар не превышало 0,15 глубины котлована, исключалось засасывание трамбовки, обеспечивалась сохранность стенок котлована и т.п.

13.11.6. Вытрамбовывание котлованов должно производиться сразу на всю глубину. Отклонение глубины вытрамбованного котлована от проектной не должно быть более 5 см.

13.11.7. Вытрамбовывание котлованов под спаренные фундаменты (у осадочных швов, под спаренные колонны и т.п.) должно выполняться последовательным чередованием отдельных этапов трамбования на 0,2 - 0,4 м глубины каждого котлована.

13.11.8. Смещение центров вытрамбованных котлованов от проектного положения не должно превышать 0,1 его ширины поверху, а при наличии стакана для установки колонны - 0,05. При невыполнении этих условий производят соответствующую подрезку боковых стенок котлована вручную с удалением или доуплотнением осыпавшегося на дно котлована грунта.

13.11.9. Для создания уширенного основания в дно вытрамбованного котлована втрамбовывают той же трамбовкой жесткий материал (щебень, гравий, крупный песок, жесткий бетон и т.п.). Вид материала указывают в проекте и назначают с учетом конструкции фундамента, действующих нагрузок, наличия местных материалов.

Втрамбовывание жесткого материала производят, как правило, сразу после устройства котлована без изменения положения механизма и направляющей штанги.

13.11.10. Засыпку и втрамбовывание жесткого материала в вытрамбованный котлован производят отдельными порциями из расчета заполнения котлована на 0,6 - 1,2 м по высоте.

Втрамбовывание жесткого материала в дно котлована производят путем сбрасывания трамбовки с высоты 4 - 8 м. При осыпании грунта со стенок котлована высоту сбрасывания трамбовки снижают до 3 - 4 м.

При близко расположенных фундаментах втрамбовывание жесткого материала производят через один фундамент.

13.11.11. При проведении опытных работ (см. 13.1.9) определяют следующие параметры:

а) тип трамбовки, размеры и оптимальную высоту сбрасывания, среднее число ударов трамбовки заданной массы для вытрамбовывания котлованов необходимой глубины;

б) для фундаментов с уширенным основанием из жесткого материала - количество и объем засыпки жесткого материала, а также необходимое число ударов для втрамбовывания каждой порции засыпки в дно котлована;

в) для ленточных фундаментов - минимально допустимое расстояние между соседними котлованами при различной глубине их вытрамбовывания.

13.11.12. Опытные работы по вытрамбовыванию котлованов проводят для каждой разновидности грунтов на площадке с учетом их плотности и влажности и для всех видов и размеров трамбовок, применяемых при устройстве фундаментов с вытрамбовыванием котлованов на глубину, предусмотренную проектом.

Для фундаментов в вытрамбованных котлованах с уширенным основанием опытные работы производят, как правило, с втрамбовыванием одной, двух и трех порций жесткого материала.

По результатам опытных работ строят график понижения дна котлована в зависимости от числа ударов трамбовки.

13.11.13. Для определения минимально допустимых расстояний между котлованами ленточных фундаментов вытрамбовывают четыре опытных котлована с расстоянием между ними поверху соответственно b _ср , 0,8 b _ср и 0,5 b _ср и замеряют по маркам вертикальные и горизонтальные перемещения окружающей поверхности грунта по двум створам.

13.11.14. После проведения опытных работ по оси вытрамбованных котлованов отрывают шурфы и траншеи на глубину не менее 2 b _ср ниже его дна для определения влажности и плотности уплотненного грунта, формы и размеров уплотненной зоны и уширенного основания из втрамбованного материала, а также для отбора монолитов уплотненного грунта для определения его прочностных характеристик j и с.

По результатам опытных работ технология производства работ по вытрамбовыванию может быть уточнена.

13.11.15. В вытрамбованных котлованах устраивают монолитные фундаменты, бетонируемые после установки арматурных каркасов враспор, или устанавливают на выравнивающий слой из цементного раствора толщиной 3 - 5 см сборные фундаментные блоки. Зазоры между фундаментами и стенками котлованов заполняют пластичным бетоном или цементным раствором. Отклонения верхних поверхностей фундаментов от проектных отметок не должны превышать ± 10 мм.

13.11.16. При строительстве в зимнее время при промерзании грунта на глубину более 30 см перед началом работ по вытрамбовыванию котлованов производят его оттаивание на всю толщу мерзлого слоя. Вытрамбовывание производят, как правило, при естественной влажности грунта без дополнительного увлажнения. Жесткий материал, используемый для создания уширенного основания, должен находиться в талом или сыпучем состоянии. Бетонирование фундаментов выполняют с применением электропрогрева.

14. Геотехнический мониторинг

14.1. В процессе строительства или реконструкции и в начальный период эксплуатации сооружений в необходимых случаях следует выполнять натурные наблюдения (мониторинг) за поведением конструкций сооружений и их оснований.

Как правило, мониторинг следует организовывать:

- при строительстве или реконструкции сооружений I уровня ответственности, а при обосновании и II уровня ответственности;

- при строительстве или реконструкции сооружений в сложных инженерно-геологических условиях;

- для эксплуатируемых сооружений, в том числе подземных коммуникаций, попадающих в зону влияния нового строительства в условиях существующей застройки, а также в других случаях, предусмотренных техническим заданием.

14.2. Цель мониторинга - проведение наблюдений и своевременное выявление недопустимых отклонений в поведении вновь строящихся или реконструируемых сооружений и их оснований от проектных данных, разработка мероприятий по предупреждению и устранению возможных негативных последствий, обеспечение сохранности существующих объектов, находящихся в зоне влияния нового строительства, а также сохранение окружающей природной среды.

14.3. Состав, объем и методы мониторинга должны назначаться в зависимости от уровня ответственности объекта строительства, его конструктивных особенностей и способа возведения, инженерно-геологических условий площадки, удаленности окружающей застройки, требований эксплуатации и в соответствии с результатами геотехнического прогноза.

К разработке и проведению геотехнического мониторинга должны привлекаться специализированные организации.

14.4. Вопрос о необходимости организации мониторинга должен рассматриваться на стадии проектирования. На этой стадии составляют программу наблюдений и разрабатывают систему наблюдений, которые включают в специальный раздел, входящий в состав проекта.

14.5. Мониторинг включает в себя:

- обследование существующих сооружений, в том числе подземных коммуникаций, попадающих в зону влияния нового строительства;

- проведение натурных наблюдений (см. 14.6);

- оценку результатов наблюдений и сравнение их с проектными данными;

- прогноз на основе результатов наблюдений изменения состояния строящегося (реконструируемого) сооружения или существующих объектов в зоне его влияния, а также массива грунта, включая подземные воды;

- разработку в необходимых случаях мероприятий по ликвидации недопустимых отклонений и негативных последствий;

- контроль за выполнением принятых решений.

По результатам мониторинга проектная организация может произвести корректировку проекта.

14.6. Натурные наблюдения могут включать:

а) наблюдения за поведением самих сооружений и состоянием их несущих конструкций - измерение деформаций сооружений по ГОСТ 24846 (осадки, крены, горизонтальные смещения и др.); фиксацию и наблюдение за раскрытием трещин; измерение усилий в распорных и анкерных конструкциях; измерение уровня колебаний сооружений при наличии динамических воздействий и др.;

б) наблюдения за состоянием основания сооружения, окружающего массива грунта и за гидрогеологической обстановкой - измерения напряжений и деформаций в грунтовом массиве; наблюдения за составом и режимом подземных вод; наблюдения за развитием опасных геологических и инженерно-геологических процессов (карст, суффозия, оползни, оседание поверхности и др.); наблюдения за состоянием температурного, электрического и других физических полей;

в) наблюдения за изменением окружающей природной среды при опасности загрязнения грунтов и подземных вод, газовыделении, радиационном излучении и т.п. (раздел 15).

14.7. На основе полученных результатов натурных наблюдений уточняют прогнозы, в частности изменения напряженно-деформированного состояния грунтового массива и гидрогеологического режима (особенно при строительстве подземных сооружений), вносят коррективы в проектные решения, а также разрабатывают в необходимых случаях противоаварийные и защитные мероприятия.

14.8. Общие требования, предъявляемые к мониторингу:

- комплексность, заключающаяся в том, что все наблюдения должны проводиться согласованно между собой в пространстве и во времени;

- привязка всех точек наблюдений к наиболее характерным и опасным местам;

- частота наблюдений определяется интенсивностью и длительностью протекания процессов деформирования массива грунта и конструкций сооружения;

- точность измерений должна обеспечивать достоверность получаемой информации и согласованность ее с точностью расчетов;

- по результатам мониторинга должен быть составлен отчет.

15. Экологические требования, учитываемые при проектировании и строительстве

15.1. При проектировании и устройстве оснований, фундаментов и подземных сооружений должны выполняться требования, имеющие целью предотвращение, минимизацию или ликвидацию вредных и нежелательных экологических и связанных с ними социальных, экономических и других последствий.

15.2. Экологические требования, учитываемые при проектировании и строительстве, основываются на результатах инженерно-экологических изысканий, выполняемых в соответствии со СНиП 11-02 и СП 11-102. В процессе этих изысканий выполняют оценку современного состояния окружающей среды в районе строительства и дают прогноз воздействия объекта строительства на окружающую среду (ОВОС).

15.3. С учетом результатов инженерно-экологических изысканий при проектировании и устройстве оснований, фундаментов и подземных сооружений необходимо выбирать проектные решения и разрабатывать мероприятия, которые защитили бы объекты строительства и людей от имеющихся неблагоприятных воздействий и не ухудшили экологическую обстановку.

При выборе вариантов проекта следует учитывать приоритетность решения экологических проблем.

15.4. На территории (участке) предполагаемого строительства следует учитывать возможность проявления следующих загрязняющих окружающую среду факторов, выявленных при выполнении ОВОС:

- загрязнение почв и грунтов органическими, радиоактивными и токсико-химическими веществами;

- загрязнение поверхностных и подземных вод органическими и неорганическими веществами и тяжелыми металлами;

- наличие потока радона с поверхности земли;

- выделение на участках бывших свалок строительного мусора и бытовых отходов различных газов (метана, водорода, углеводородов и других токсичных газов).

15.5. При превышении нормативных уровней загрязнения окружающей среды необходимо предусмотреть соответствующие мероприятия по ликвидации или уменьшению возможных негативных последствий:

- очистку загрязненных грунтов химическим, термическим или биологическим методом или удаление с площадки грунта на согласованные места захоронения;

- устройство противорадоновой защиты зданий (пассивная или принудительная вентиляция);

- создание различного типа барьеров (экранов) для задержания газов, устройство вентилируемых подполий;

- строительство защитных сооружений (дамб, берм, водозащитных стен, противофильтрационных завес и др.) при возможном поступлении к объекту строительства загрязненных поверхностных и подземных вод.

15.6. Негативное воздействие строительства и эксплуатации сооружений на окружающую среду может выражаться в следующем:

- химическое загрязнение почв, грунтов и подземных вод при нормальном режиме эксплуатации и при авариях, а также в результате технической мелиорации грунтов основания (химическое закрепление, цементация, замораживание и т.п.);

- изменение режима и уровня подземных вод, выражающееся в изменении условий пи тания и разгрузки подземных вод, повышении или понижении их уровня. Повышение уровня подземных вод в результате эффекта барража и увеличения техногенного питания может быть причиной подтопления территории, в том числе подвалов сооружений. Снижение уровня подземных вод при строительных откачках и за счет дренажа может явиться причиной суффозии и уплотнения грунта, ведущих к осадке территории и опасным деформациям существующей застройки;

- развитие или активизация опасных геологических и инженерно-геологических процессов таких как карст, суффозия, оползни и др., которые могут вызвать провалы территории и деформации сооружений;

- вибрационные, динамические и шумовые воздействия. Забивка свай или шпунта, уплотнение грунтов основания трамбовками и другие динамические и вибрационные воздействия могут привести к деформациям близрасположенных сооружений, спровоцировать суффозию, оползни и возникновение шума, уровень которого превышает санитарные нормы;

- образование различных физических полей (тепловых, электромагнитных, электрических и др.).

15.7. Для разработки защитных мероприятий от негативного воздействия строительства на окружающую среду в необходимых случаях следует выполнять прогнозные расчеты:

- расчет эффекта барража при устройстве протяженных подземных сооружений, противофильтрационных завес, ограждающих конструкций котлованов, разделительных стенок и т.п.;

- оценку оседания земной поверхности в связи с понижением уровня подземных вод;

- прогноз развития неблагоприятных инженерно-геологических и геологических процессов (карста, суффозии, оползней и др.);

- оценку влияния химического закрепления грунтов основания на свойства грунтов и подземных вод;

- оценку влияния динамических и вибрационных воздействий при строительстве на конструкции близрасположенных сооружений и их оснований и другие расчеты.

В сложных случаях с целью количественной оценки прогноза необходимо выполнять математическое моделирование.

15.8. На основе анализа изменений компонентов окружающей среды обосновывают и разрабатывают мероприятия по защите природного комплекса территории и населения от негативных процессов (мероприятия по защите грунтов и подземных вод от загрязнений, водозащитные, противокарстовые, противооползневые и другие мероприятия).

Эти мероприятия должны обеспечить смягчение или ликвидацию неблагоприятных воздействий на окружающую среду и уменьшение вероятности возникновения аварий.

В необходимых случаях следует организовывать экологический мониторинг воздействия строительства на окружающую среду.

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4