Опечатка.. Рисунок 9.3 - Фильтрация в котлован при несовершенной ПФЗ

Примечания

Примечания

Примечания

Рисунок 9.3 - Фильтрация в котлован при несовершенной ПФЗ

Рисунок 9.2 - Схема к определению величин активного (а), пассивного (б) давления грунта при негоризонтальной поверхности грунта и наклоне граней конструкции к вертикали

Рисунок 9.1 - Зависимость величин бокового давления грунта от горизонтальных перемещений конструкции и, ua = 0,001h, up = (0,01 - 0,02) · h

Примечания

1. Коэффициент OCR определяется отношением давления, при котором грунт был ранее переуплотнен (например, ледником), к давлению, действующему в настоящее время.

2. В формуле (9.3) не рекомендуется использовать значения OCR > 2,0.

Если поверхность основания наклонена по отношению к горизонтали под углом b £ j вверх по направлению от ограждения котлована или стены сооружения, то горизонтальную составляющую эффективного давления грунта следует вычислять по формуле (9.1), в которой K ₀заменяется коэффициентом K _0,b, определяемым по формуле

K _0,b = K ₀(1 + sinb), (9.4)

При этом направление равнодействующей силы бокового давления принимается параллельным поверхности грунта.

9.21. При горизонтальных перемещениях и подпорного сооружения или стены подвала более 0,0005 h зависимость величин бокового давления грунта допускается определять в соответствии с кусочно-линейной диаграммой на рисунке 9.1. Знак перемещений считается положительным при перемещении конструкции в направлении грунтового массива.

Предельные величины бокового давления грунта соответствуют активному давлению при перемещении конструкции в направлении от грунтового массива и пассивному давлению при перемещении в направлении грунтового массива.

0127S10-05936

9.22. Величины бокового давления грунта допускается принимать равными , если величина горизонтального перемещения конструкции в направлении от грунта превышает 0,001 h.

Величину эффективного активного давления грунта на конструкцию, вызванного его объемным весом g, при наличии вертикальной равномерно распределенной нагрузки q, приложенной к поверхности, рекомендуется определять по формуле

нормальная составляющая на глубине z

_{0127S10-05936}

(9.5)

касательная составляющая на глубине z (положительна при перемещении грунта вниз относительно конструкции)

(9.6)

где с - удельное сцепление грунта;

g - удельный вес грунта, принимаемый во взвешенном состоянии для водонасыщенных грунтов;

δ - угол трения грунта по материалу конструкции, определяемый в соответствии с 9.16;

K_a - коэффициент активного давления.

Величины принимаются во всех случаях равными не менее 0.

В случае негоризонтальной поверхности грунта и наклона граней конструкции к вертикали (рисунок 9.2, а) коэффициент активного давления грунта рекомендуется определять по формуле

_{0127S10-05936}

(9.7)

где b - угол наклона поверхности грунта к горизонту;

θ - угол отклонения грани конструкции от вертикали;

j - угол внутреннего трения грунта.

При горизонтальной поверхности грунта, вертикальной абсолютно гладкой грани конструкции коэффициент активного давления грунта допускается определять по формуле

_{0127S10-05936}

(9.8)

0127S10-05936

9.23. Величины бокового давления грунта допускается принимать равными , если величина горизонтального перемещения конструкции в направлении на грунт превышает 0,01 h для влажных грунтов и 0,02 h для водонасыщенных грунтов.

Величину эффективного пассивного давления грунта на конструкцию, допускается определять по формулам:

нормальная составляющая на глубине z

_{0127S10-05936}

(9.9)

касательная составляющая на глубине z (положительна при перемещении грунта вверх относительно конструкции)

(9.10)

где K_p - коэффициент пассивного давления.

В случае негоризонтальной поверхности грунта и наклона граней конструкции к вертикали (см. рисунок 9.2, б) коэффициент пассивного давления грунта допускается определять по формуле

_{0127S10-05936}

(9.11)

При горизонтальной поверхности грунта, вертикальной абсолютно гладкой грани конструкции коэффициент пассивного давления грунта допускается определять по формуле

_{0127S10-05936}

(9.12)

Следует учитывать, что формула (9.11) завышает величины пассивного давления для высоких значений угла внутреннего трения грунта. В связи с этим при j, большем 20°, рекомендуется в формуле (9.11) во всех случаях принимать δ = 0.

9.24. При необходимости учета других факторов помимо указанных в 9.20 - 9.23 для определения величин активного и пассивного давления, а также при расчете промежуточных значений бокового давления грунта следует использовать численные методы.

9.25. При вычислении эффективных величин бокового давления проницаемых грунтов на ограждения котлованов следует учитывать фильтрационные силы в том случае, если ограждение является несовершенной противофильтрационной завесой (ПФЗ) и в котловане выполняется строительное водопонижение (см. рисунок 9.3).

Эффективные величины бокового давления водонасыщенных проницаемых грунтов в этом случае определяются по формуле

_{0127S10-05936}

(9.13)

где g' - удельный вес грунта во взвешенном состоянии;

g _w - удельный вес воды;

K - коэффициент бокового давления грунта, может соответствовать активному, пассивному или промежуточному значению;

I - градиент гидравлического напора на отрезке вертикали равном 1 м, 1/м.

Знак «+» в формуле (9.13) соответствует области нисходящей фильтрации, знак «-» - области восходящей фильтрации.

9.26. При выполнении расчетов оснований, сложенных водонасыщенными грунтами в нестабилизированном состоянии, допускается определять величины бокового давления на ограждения котлованов и конструкции подземных частей сооружений, выраженные в полных напряжениях.

В этом случае нормальную составляющую величины активного давления грунта на конструкцию на глубине z допускается определять по формуле

_{0127S10-05936}

(9.14)

где с_и - прочность грунта при недренированном сдвиге.

Нормальную составляющую величины пассивного давления грунта допускается определять по формуле

_{0127S10-05936}

(9.15)

0127S10-05936

9.27. При проектировании подземных частей сооружений I и II уровней ответственности, перекрывающих полностью или частично 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.

Следует учитывать возможность возникновения барражного эффекта, который проявляется в подъеме уровня подземных вод на пути фильтрационного потока перед преградой. При проектировании сооружений должна быть выполнена количественная оценка барражного эффекта и при необходимости разработаны защитные мероприятия для проектируемого сооружения и окружающей застройки.

Прогноз изменений гидрогеологического режима следует выполнять путем математического моделирования фильтрационных процессов численными или аналитическими методами. В качестве исходной информации для разработки геофильтрационной модели следует использовать данные инженерно-геологических изысканий о положении уровня подземных вод на территории, прилегающей к площадке строительства, гидравлических напорах в горизонтах, фильтрационной проницаемости грунтов. Для выполнения указанных исследований необходимо привлекать специализированные организации.

9.28. При проектировании фундаментов и подземных частей сооружений, расположенных ниже пьезометрического уровня подземных вод, необходимо рассчитывать их давление и предусматривать мероприятия, предупреждающие их протечки в котлован, вспучивание дна котлована, всплытие сооружения и т.п.

При заложении фундаментов, а также подземных частей сооружений ниже пьезометрического уровня подземных вод следует учитывать возможные случаи:

заглубление в водоупорный грунт, подстилаемый водоносным слоем с напорными водами, когда возможен прорыв подземных вод в котлован, выпор грунтов основания, подъем полов и т.п.; в этом случае следует предусматривать мероприятия, снижающие напор (например, откачку воды из скважин), или увеличение пригрузки на залегающий в основании грунт;

заглубление в грунт водоносного слоя, когда возможно гидравлическое разрушение, сопровождаемое суффозионным выносом частиц грунта, размывы, коррозия и другие повреждения фундаментов; в этом случае кроме снижения градиента напора может предусматриваться также закрепление грунтов.

9.29. Для исключения возможности прорыва напорными водами вышележащего водоупорного глинистого слоя грунта, подстилаемого слоем грунта с напорными водами, должно выполняться условие

g _f g _w H₀ £ g₁ h ₀, (9.16)

где g _w - удельный вес воды, кН/м³;

H ₀ - расчетная высота напора воды, отсчитываемая от подошвы проверяемого водоупорного слоя до максимального уровня подземных вод, м;

g₁ - средневзвешенное расчетное значение удельного веса грунта проверяемого и вышележащих слоев, кН/м³;

h ₀ - расстояние от дна котлована до подошвы проверяемого слоя грунта, м;

g _f = 1,2 - коэффициент надежности по нагрузке.

Если условие формулы (9.16) не удовлетворяется, необходимо предусмотреть в проекте искусственное понижение напора водоносного слоя (принудительная откачка или устройство самоизливающихся скважин). Искусственное снижение напора подземных вод должно быть предусмотрено на срок, в течение которого сооружение приобретет достаточный вес и прочность, обеспечивающие восприятие сил, создаваемых напором подземных вод, но не ранее окончания работ по устройству нулевого цикла и выполнению обратной засыпки грунта в пазухи котлована.

9.30. Для исключения возможности гидравлического разрушения водонасыщенного грунта, сопровождаемого суффозией, при восходящей фильтрации в котловане (см. рисунок 9.3) должно выполняться условие

g _f I £ 1, (9.17)

где I - градиент гидравлического напора в восходящем фильтрационном потоке на выходе в котлован в точке А, расположенной вблизи ПФЗ;

g _f = 1,2 - коэффициент надежности по нагрузке.

9.31. При размещении подземной части сооружения ниже уровня подземных вод в водонасыщенных грунтах должна быть обеспечена устойчивость сооружения против всплытия.

Устойчивость против всплытия обеспечена, если выполняется следующее условие

_{0127S10-05936}

(9.18)

где g _w - удельный вес воды, кН/м;

H ₀ - расчетная высота напора воды, отсчитываемая от подошвы подземной части сооружения до максимального уровня подземных вод, м;

А - площадь подземной части сооружения, м²;

- сумма нормативных значений постоянных вертикальных удерживающих нагрузок, включая собственный вес несущих конструкций сооружения, кН;

- сумма нормативных значений временных длительных удерживающих вертикальных нагрузок, включая вес полов и перегородок сооружения, грунта обратной засыпки над обрезами фундаментов и над подземной частью сооружения, кН;

- сумма нормативных значений удерживающих вертикальных составляющих сил сопротивления всплытию в основании, включая силы трения, сопротивления свай выдергиванию, натяжения анкеров и др., кН;

g _{f 1} = 0,9, g _{f 2} = 0,85, g _{f 3} = 0,65 - коэффициенты надежности по нагрузке.

Если условие формулы (9.18) не удовлетворяется, то, чтобы не допустить разрушение от всплытия сооружения, необходимо применять следующие мероприятия:

увеличение собственного веса сооружения или его пригрузка;

уменьшение поровых давлений под сооружением с помощью устройства дренажа;

закрепление сооружения в нижележащих слоях грунта с помощью анкеров или свай.

9.32. Инъекционные преднапряженные грунтовые анкеры могут применяться для крепления ограждений котлованов или защиты сооружений от всплытия и устраиваться в любых грунтах, за исключением слабых глинистых, просадочных, набухающих, органоминеральных и органических.

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

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 пробных испытаний анкеров и порядок их выполнения.

Несущая способность преднапряженных анкеров по грунту и по материалу должна предварительно определяться расчетом и проверяться пробными испытаниями. Пробные испытания проводят в наиболее характерных в геологическом отношении местах на максимально возможную нагрузку по материалу анкерных тяг, но не менее чем в 1,75 раза превышающую расчетную проектную нагрузку. Число пробных испытаний должно быть не менее трех.

9.33. При проектировании оснований, фундаментов и подземных частей вновь возводимых или реконструируемых сооружений, располагаемых на застроенной территории, необходимо выполнять геотехнический прогноз (оценку) влияния строительства на изменение напряженно-деформированного состояния окружающего грунтового массива, в том числе оснований сооружений окружающей застройки.

Примечание - Геотехнический прогноз влияния необходимо выполнять при проектировании подземных инженерных коммуникаций, которые размещаются на застроенных территориях. Указания 9.33 - 9.39 распространяются на проектирование подземных инженерных коммуникаций также как на строящиеся или реконструируемые сооружения.

Геотехнический прогноз следует выполнять с учетом горизонтальных перемещений ограждающей конструкции котлована и разгрузки основания от выемки грунта в котловане, вертикальной нагрузки от вновь возводимого сооружения или дополнительных нагрузок от реконструируемого сооружения, изменения уровня подземных вод, вибрационных и динамических воздействий строительных работ и других факторов с учетом последовательности устройства подземной части сооружения, используя аналитические и численные методы расчета. Для расчета дополнительных деформаций оснований и фундаментов сооружений окружающей застройки, вызванных вертикальными нагрузками от вновь возводимого сооружения, допускается использовать расчетную схему в виде линейно-деформируемого полупространства (см. 5.6.37).

9.34. В результате геотехнического прогноза должны быть определены:

радиус зоны влияния r _зв, м;

значения дополнительных деформаций оснований и фундаментов сооружений окружающей застройки.

1. Радиус зоны влияния нового строительства или реконструкции допускается ограничивать расстоянием, при котором расчетное значение дополнительной осадки грунтового массива или основания существующего сооружения окружающей застройки не превышает 1 мм, за исключением расположения на границе зоны влияния сооружений окружающей застройки, категория технического состояния которых предаварийная или аварийная - IV (приложение Е)

2. При ограничении радиуса влияния нового строительства и реконструкции на территориях, осложненных распространением специфических грунтов необходимо учитывать местный опыт проектирования, условия строительства и особенности эксплуатации сооружений, а также указания раздела 6.

3. Радиус зоны влияния по результатам геотехнического прогноза может изменяться вдоль трассы ограждающей конструкции его котлована в зависимости от различных факторов, в том числе глубины котлована, инженерно-геологических условий и пр.

4. Радиус зоны влияния r _зв измеряется от границ проектируемого котлована.

9.35. Геотехнический прогноз необходимо выполнять для сооружений окружающей застройки, расположенных в пределах предварительно назначаемой зоны влияния строящегося или реконструируемого сооружения, которая определяется согласно указаниям 9.36.

Перед выполнением геотехнического прогноза необходимо провести техническое обследование состояния конструкций сооружений окружающей застройки, расположенных в предварительно назначаемой зоне влияния нового строительства или реконструкции (см. 9.36). По результатам технического обследования следует определить категорию технического состояния сооружений окружающей застройки согласно приложению Е.

Примечание - Если по результатам геотехнического прогноза (см. 9.34) в зоне влияния нового строительства или реконструкции располагаются существующие сооружения окружающей застройки, не учтенные при предварительном назначении зоны влияния согласно указаниям 9.35, 9.36, то для этих сооружений необходимо также установить категорию технического состояния (приложение Е) и включить в перечень сооружений, для которых выполняется геотехнический прогноз.

9.36. Для предварительного назначения зоны влияния вновь возводимого (реконструируемого) сооружения, расположенного на застроенной территории, допускается ориентировочный радиус зоны влияния r _зв, м, принимать в зависимости от глубины котлована Н _к, м, метода его крепления и конструкции ограждения котлована равным:

5 H _к - при использовании ограждения котлована с креплением анкерными конструкциями, но не более 2 L, где L - суммарная длина горизонтальной проекции тела анкера и его тяги, м;

4 Н _к- при использовании ограждения из стальных элементов (труб, двутавров и т.п.) с консольным креплением либо креплением стальными распорками или подкосами, а также при устройстве котлована в естественных откосах;

3 H _к - при использовании монолитной или сборно-монолитной железобетонной конструкции ограждения котлована (по технологии «стена в грунте»; буронабивных секущихся свай и т.п.) с консольным креплением либо креплением стальными распорками или подкосами, а также при использовании ограждения из стальных элементов (труб, двутавров и т.п.) и экскавации грунта в котловане под защитой монолитных железобетонных перекрытий;

2 H _к - при использовании монолитной или сборно-монолитной железобетонной конструкции ограждения котлована (по технологии «стена в грунте», буронабивных секущихся свай и т.п.) и экскавации грунта в котловане под защитой монолитных железобетонных перекрытий.

Примечание - Величина предварительно назначаемой зоны влияния может корректироваться на основании местного опыта проектирования с учетом специфических грунтовых условий и других факторов.

9.37. Расчет оснований по деформациям для сооружений окружающей застройки, расположенных в зоне влияния нового строительства или реконструкции, производят из условия

s_ad £ s_ad,u, (9.19)

где s_ad - дополнительная осадка основания фундамента (совместная дополнительная деформация основания и сооружения), определяемая в соответствии с указаниями 9.33 с учетом совокупности воздействий, связанных с новым строительством или реконструкцией;

s_ad,u - предельное значение дополнительной осадки основания фундаментов (предельное значение совместной дополнительной деформации основания и сооружения), устанавливаемое в соответствии с указаниями приложения Л с учетом категории технического состояния сооружения окружающей застройки (см. приложение Е).

1. Для определения совместной дополнительной деформации основания и сооружения окружающей застройки s_ad могут использоваться методы, указанные в 5.1.4, с учетом значений дополнительных деформаций основания, полученных по результатам геотехнического прогноза.

2. При расчете оснований сооружений окружающей застройки по деформациям, условие формулы 9.19 должно выполняться в том числе для параметров, указанных в 5.6.4.

9.38. При проектировании вновь возводимых или реконструируемых сооружений на застроенной территории необходимо предусмотреть мероприятия, обеспечивающие эксплуатационную надежность сооружений окружающей застройки на период строительства и дальнейшей эксплуатации. Если по результатам геотехнического прогноза условие формулы (9.19) не выполняется, рекомендуется предусматривать следующие мероприятия:

изменение конструкции ограждения строительного котлована, методов ее крепления, глубины подземной части, ее планового расположения и др.;

снижающие деформации основания сооружений окружающей застройки (устройство разделительных стен, компенсационных экранов, закрепление грунтов основания и др.);

снижающие дополнительные осадки и (или) их неравномерность или повышающие пространственную жесткость сооружений окружающей застройки (усиление фундаментов, устройство монолитных и стальных поясов в подземной и надземной частях сооружений и др.);

комбинацию вышеперечисленных мероприятий.

Примечание - Для обеспечения эксплуатационной надежности сооружений окружающей застройки приоритетным является изменение проектных характеристик вновь возводимого или реконструируемого сооружения.

Состав назначаемых защитных мероприятий должен определяется с учетом:

характерных особенностей сооружений окружающей застройки (уровень ответственности, значения прогнозируемых деформаций основания, расстояние до проектируемой подземной части, конструктивная схема, категория технического состояния и физико-механические свойства грунтов основания сооружений окружающей застройки и пр.)

особенностей проектируемого или реконструируемого сооружения (глубина котлована, тип ограждающей конструкции котлована и метод ее крепления, инженерно-геологические и гидрогеологические условия, включая прогноз их изменений, давление на основание и пр.).

1. При распространении специфических грунтов или возможности развития опасных геологических процессов в основании площадки строительства и (или) сооружений окружающей застройки, необходимо дополнительно учитывать соответствующие указания раздела 6.

2. Защитные мероприятия для сооружений окружающей застройки также допускается разрабатывать при отсутствии возможности учета расчетными методами динамических, вибрационных и других дополнительных воздействий, в том числе технологических особенностей строительства.

После разработки проекта защитных мероприятий по обеспечению эксплуатационной пригодности сооружений окружающей застройки, расположенных в зоне влияния нового строительства или реконструкции, геотехнический прогноз необходимо повторить с учетом этих мероприятий для подтверждения выполнения условия формулы (9.19).

9.39. При проектировании подземных частей сооружений (нового строительства и реконструкции) I и II уровней ответственности необходимо предусматривать проведение геотехнического мониторинга в соответствии с указаниями раздела 12, в том числе для сооружений окружающей застройки.