предельные деформации подпорных стен
Предельные деформации подпорных стен
Дата введения 2019-01-24
Предисловие
Сведения о своде правил
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»
3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)
5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)
Введение
Настоящий свод правил разработан с учетом требований федеральных законов от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ «О техническом регулировании» [1], от 29 декабря 2004 г. N 190-ФЗ «Градостроительный кодекс Российской Федерации» [2], от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» [3] и содержит основные геотехнические требования, которые должны соблюдаться при проектировании, расчете, конструировании новых и реконструируемых подпорных сооружений, стен подвалов, ограждений котлованов и траншей различного назначения, а также конструкций их крепления.
1 Область применения
Настоящий свод правил не распространяется на проектирование гидротехнических сооружений, подпорных сооружений, возводимых на многолетнемерзлых грунтах, а также сооружений, проектируемых с использованием армированных грунтов и габионов.
2 Нормативные ссылки
В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:
ГОСТ 12248-2010 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости
ГОСТ 20522-2012 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний
ГОСТ 21153.2-84 Породы горные. Методы определения предела прочности при одноосном сжатии
ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения
ГОСТ 22733-2016 Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности
ГОСТ 28985-91 Породы горные. Метод определения деформационных характеристик при одноосном сжатии
ГОСТ 31937-2011 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния
ГОСТ Р 53629-2009 Шпунт и шпунт-сваи из стальных холодногнутых профилей. Технические условия
ГОСТ Р 56353-2015 Грунты. Методы лабораторного определения динамических свойств дисперсных грунтов
СП 14.13330.2014 «СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах» (с изменением N 1)
СП 16.13330.2017 «СНиП II-23-81* Стальные конструкции»
СП 20.13330.2016 «СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия»
СП 21.13330.2012 «СНиП 2.01.09-91 Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах» (с изменением N 1)
СП 22.13330.2016 «СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений»
СП 23.13330.2011 «СНиП 2.02.02-85* Основания гидротехнических сооружений» (с изменением N 1)
СП 25.13330.2012 «СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах» (с изменением N 1)
СП 28.13330.2017 «СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии»
СП 43.13330.2012 «СНиП 2.09.03-85 Сооружения промышленных предприятий» (с изменением N 1)
СП 45.13330.2017 «СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты»
СП 47.13330.2016 «СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения»
СП 63.13330.2012 «СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения» (с изменениями N 1, 2, 3)
СП 71.13330.2017 «СНиП 3.04.01-87 Изоляционные и отделочные покрытия»
СП 72.133330.2016* «СНиП 3.04.03-85 Защита строительных конструкций и сооружений от коррозии»
СП 116.13330.2012 «СНиП 22-02-2003 Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения»
СП 122.13330.2012 «СНиП 32-04-97 Тоннели железнодорожные и автодорожные» (с изменением N 1)
СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования
СП 249.1325800.2016 Коммуникации подземные. Проектирование и строительство закрытым и открытым способами
СП 291.1325800.2017 Конструкции грунтоцементные армированные. Правила проектирования
СП 305.1325800.2017 Здания и сооружения. Правила проведения геотехнического мониторинга при строительстве
3 Термины и определения
В настоящем своде правил применены термины по СП 22.13330, а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 активное давление: Минимальное боковое давление грунта на подпорное сооружение, реализуемое при его смещении от грунта.
3.2 временный грунтовый анкер: Грунтовый анкер с гарантированным сроком службы менее двух лет.
геотехнический мониторинг: Комплекс работ, основанный на натурных наблюдениях за поведением конструкций вновь возводимого или реконструируемого сооружения, его основания, в т.ч. грунтового массива, окружающего (вмещающего) сооружение, и конструкций сооружений окружающей застройки.
3.4 грунтовый анкер: Конструктивный элемент, способный воспринимать только выдергивающие усилия, передаваемые на основание.
3.5 давление грунта в покое: Боковое давление грунта на подпорное сооружение, реализуемое при отсутствии его смещений и соответствующее природному значению бокового давления.
3.6 заделка подпорного сооружения (заделка): Часть конструкции гибкого подпорного сооружения, расположенная ниже отметки экскавации грунта.
3.7 закол: Выходящий на поверхность разрыв сплошности грунтового массива в окрестности подпорного сооружения, образовавшийся вследствие деформации грунта.
извлекаемый анкер: Грунтовый анкер (временный), конструкция которого позволяет извлечь его тягу полностью или частично.
3.9 конструкции крепления: Конструктивные элементы, обеспечивающие жесткость и устойчивость подпорного сооружения (распорки, анкеры и т.п.).
3.10 заделка анкера (корень): Часть грунтового анкера, обеспечивающая передачу выдергивающего усилия от сооружения на грунтовое основание.
3.11 математическая (расчетная) модель: Модель, отражающая основные свойства натурного прототипа, идеализирующая его поведение под нагрузками и воздействиями и позволяющая с известными упрощениями выполнить прогноз этого поведения.
3.12 оголовок анкера: Часть грунтового анкера, передающая нагрузку от анкеруемого сооружения на анкерную тягу, обеспечивающая закрепление и возможность натяжения грунтового анкера.
3.13 пассивное давление: Максимальное боковое давление грунта на подпорное сооружение, реализуемое при его смещении на грунт.
3.14 подпорное сооружение: Сооружение или конструкция, выполняемая для восприятия горизонтального давления и удержания грунта при перепаде высотных отметок, может быть самостоятельным сооружением или служить частью объекта капитального строительства.
3.15 постоянный грунтовый анкер: Грунтовый анкер с гарантированным сроком службы не менее срока службы анкеруемого сооружения и не менее двух лет.
3.16 поэтапные (постадийные) расчеты: Расчеты, учитывающие реальную последовательность возведения сооружения с включением в расчетную модель и (или) исключением из нее некоторых элементов и нагрузок, влияющих на напряженно-деформированное состояние сооружения и основания.
Предельные деформации подпорных стен
Дата введения 2019-01-24
Предисловие
Сведения о своде правил
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»
3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)
5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)
Введение
1 Область применения
2 Нормативные ссылки
В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:
ГОСТ 12248-2010 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости
ГОСТ 20522-2012 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний
ГОСТ 21153.2-84 Породы горные. Методы определения предела прочности при одноосном сжатии
ГОСТ 25100-2011 Грунты. Классификация
ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения
ГОСТ 22733-2016 Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности
ГОСТ 28985-91 Породы горные. Метод определения деформационных характеристик при одноосном сжатии
ГОСТ 31937-2011 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния
ГОСТ Р 53629-2009 Шпунт и шпунт-сваи из стальных холодногнутых профилей. Технические условия
ГОСТ Р 56353-2015 Грунты. Методы лабораторного определения динамических свойств дисперсных грунтов
СП 14.13330.2014 «СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах» (с изменением N 1)
СП 16.13330.2017 «СНиП II-23-81* Стальные конструкции»
СП 20.13330.2016 «СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия»
СП 21.13330.2012 «СНиП 2.01.09-91 Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах» (с изменением N 1)
СП 22.13330.2016 «СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений»
СП 23.13330.2011 «СНиП 2.02.02-85* Основания гидротехнических сооружений» (с изменением N 1)
СП 24.13330.2011 «СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты» (с изменением N 1)
СП 25.13330.2012 «СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах» (с изменением N 1)
СП 28.13330.2017 «СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии»
СП 35.13330.2011 «СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы» (с изменением N 1)
СП 43.13330.2012 «СНиП 2.09.03-85 Сооружения промышленных предприятий» (с изменением N 1)
СП 45.13330.2017 «СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты»
3 Термины и определения
В настоящем своде правил применены термины по СП 22.13330, а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 активное давление: Минимальное боковое давление грунта на подпорное сооружение, реализуемое при его смещении от грунта.
3.2 временный грунтовый анкер: Грунтовый анкер с гарантированным сроком службы менее двух лет.
геотехнический мониторинг: Комплекс работ, основанный на натурных наблюдениях за поведением конструкций вновь возводимого или реконструируемого сооружения, его основания, в т.ч. грунтового массива, окружающего (вмещающего) сооружение, и конструкций сооружений окружающей застройки.
[СП 305.1325800.2017, пункт 3.5]
3.4 грунтовый анкер: Конструктивный элемент, способный воспринимать только выдергивающие усилия, передаваемые на основание.
3.5 давление грунта в покое: Боковое давление грунта на подпорное сооружение, реализуемое при отсутствии его смещений и соответствующее природному значению бокового давления.
3.6 заделка подпорного сооружения (заделка): Часть конструкции гибкого подпорного сооружения, расположенная ниже отметки экскавации грунта.
3.7 закол: Выходящий на поверхность разрыв сплошности грунтового массива в окрестности подпорного сооружения, образовавшийся вследствие деформации грунта.
извлекаемый анкер: Грунтовый анкер (временный), конструкция которого позволяет извлечь его тягу полностью или частично.
[СП 45.13330.2017, раздел 3]
3.9 конструкции крепления: Конструктивные элементы, обеспечивающие жесткость и устойчивость подпорного сооружения (распорки, анкеры и т.п.).
3.10 заделка анкера (корень): Часть грунтового анкера, обеспечивающая передачу выдергивающего усилия от сооружения на грунтовое основание.
3.11 математическая (расчетная) модель: Модель, отражающая основные свойства натурного прототипа, идеализирующая его поведение под нагрузками и воздействиями и позволяющая с известными упрощениями выполнить прогноз этого поведения.
3.12 оголовок анкера: Часть грунтового анкера, передающая нагрузку от анкеруемого сооружения на анкерную тягу, обеспечивающая закрепление и возможность натяжения грунтового анкера.
3.13 пассивное давление: Максимальное боковое давление грунта на подпорное сооружение, реализуемое при его смещении на грунт.
3.14 подпорное сооружение: Сооружение или конструкция, выполняемая для восприятия горизонтального давления и удержания грунта при перепаде высотных отметок, может быть самостоятельным сооружением или служить частью объекта капитального строительства.
3.15 постоянный грунтовый анкер: Грунтовый анкер с гарантированным сроком службы не менее срока службы анкеруемого сооружения и не менее двух лет.
3.16 поэтапные (постадийные) расчеты: Расчеты, учитывающие реальную последовательность возведения сооружения с включением в расчетную модель и (или) исключением из нее некоторых элементов и нагрузок, влияющих на напряженно-деформированное состояние сооружения и основания.
проектная ситуация: Учитываемый при проектировании и расчете сооружения комплекс наиболее неблагоприятных условий, которые могут возникнуть при его возведении и эксплуатации.
[СП 248.1325800.2016, пункт 3.1.24]
проектный сценарий: Учитываемый при проектировании и расчете сооружения комплекс наиболее неблагоприятных последовательностей изменения взаимосвязанных проектных ситуаций, которые могут возникнуть при его возведении и эксплуатации.
[СП 248.1325800.2016, пункт 3.1.25]
3.19 тяга анкера (свободная длина): Часть анкера, связывающая корень анкера с подпорным сооружением.
4 Общие положения
4.1 Общие указания
4.1.1 Положения настоящего свода правил основаны на требованиях к полноте и качеству исходных данных для проектирования, квалификации использующего настоящий свод правил персонала, качеству и полноте материалов изысканий, адекватному выбору конструктивных схем, способов устройства и материалов, использованию соответствующих методов расчета, установлению методов контроля при изготовлении конструкций, производстве строительных работ и эксплуатации сооружения, выполнению надзора и геотехнического мониторинга.
4.1.2 При проектировании подпорных сооружений следует предусматривать решения:
— обеспечивающие надежность, долговечность и экономичность на всех стадиях строительства и эксплуатации в соответствии со сроком службы сооружения;
— обеспечивающие сохранность и безопасность эксплуатации сооружений окружающей застройки;
— не допускающие превышения предельных допустимых вредных воздействий на экологическую ситуацию.
При выборе проектных решений следует оценивать сопоставимый опыт строительства, в первую очередь на близлежащих площадках.
4.1.3 При проектировании подпорных сооружений следует учитывать не только их влияние на существующие сооружения и коммуникации, но и возможное влияние окружающей застройки и городской инфраструктуры на проектируемое сооружение.
4.1.4 При проектировании подпорных сооружений следует учитывать:
— динамические воздействия от наземного и подземного транспорта;
— необходимость сноса старых строений на площадках строительства;
— необходимость разборки старых подземных сооружений и фундаментов;
— необходимость ремонта, выноса и перекладки подземных коммуникаций;
— возможность аварийных утечек из водонесущих подземных коммуникаций;
— необходимость проведения археологических изысканий;
— необходимость реконструкции или усиления окружающей застройки.
4.1.5 При проектировании подпорного сооружения необходимо учитывать его геотехническую категорию, которая определяется в зависимости от уровня ответственности и сложности объекта в целом, а также сложности инженерно-геологических условий площадки строительства.
Уровень ответственности подпорного сооружения следует устанавливать в соответствии [2], [3] и ГОСТ 27751.
Геотехническую категорию подпорного сооружения следует устанавливать в соответствии с таблицей 4.1 СП 22.13330.2016.
4.2 Требования к инженерным изысканиям
4.2.1 Инженерные изыскания для проектирования подпорных сооружений следует проводить в соответствии с требованиями СП 47.13330, ГОСТ 25100, СП 22.13330, СП 24.13330, СП 120.13330, СП 122.13330 и настоящего подраздела.
4.2.2 Инженерные изыскания должны планироваться на основании технического задания, в соответствии с которым разрабатывается программа изысканий.
4.2.4 Объемы и состав инженерных изысканий следует устанавливать в программе изысканий, учитывая указания приложения В.
5 лет вне городов и поселений, при отсутствии в указанный срок хозяйственной деятельности на территории предполагаемого строительства и в зоне его влияния;
Результаты технического обследования зданий и сооружений
3 года для сооружений, имеющих категорию технического состояния I (нормативное) или II (работоспособное);
1,5 года для сооружений категории III (ограниченно-работоспособное) или IV (аварийное)
Примечания:
1 При проектировании подпорных сооружений, расположенных на расстоянии менее 3 м от существующих сооружений, не подлежащих демонтажу, а также подлежащих демонтажу при наличии у них подземной части или фундаментов, вне зависимости от срока давности ИЦММ до начала проектирования необходимо вынести оси проектируемых подпорных сооружений в натуру и указать их на ИЦММ.
2 Категории технического состояния сооружений приведены в соответствии с приложением Д СП 22.13330.2016.
3 При актуализации ранее выполненных результатов обследований следует повторно определять категорию технического состояния сооружений.
5. Виды подпорных сооружений и конструкций крепления
5.1 Виды подпорных сооружений
5.1.1 Подпорное сооружение может быть самостоятельным объектом или служить частью более крупного объекта капитального строительства.
Подпорные сооружения разделяют по следующим параметрам:
— по пространственной компоновке;
— способу изготовления;
— сроку службы;
— виду воспринимаемых нагрузок;
— способу распределения нагрузки на элементы подпорного сооружения;
— характеру взаимодействия с грунтом;
— способу обеспечения устойчивости;
— отношению к водоносным горизонтам.
5.1.3 По способу изготовления подпорные сооружения разделяют на возводимые до формирования поддерживаемого грунта или насыпи [перечисление а)] и устраиваемые после формирования поддерживаемого грунта [перечисления б), в), г)]:
а) подпорные сооружения, устраиваемые в насыпях, обваловках, предварительно разработанных котлованах, выемках, подрезках или широких траншеях (траншеи, ширина которых существенно превышает толщину подпорного сооружения); к данным сооружениям относятся массивные и уголковые подпорные стены;
в) подпорные сооружения, устраиваемые в предварительно разработанных скважинах или узких траншеях (траншеи, ширина которых соизмерима с толщиной подпорного сооружения) путем их заполнения различными материалами (бетонной смесью, установкой железобетонных, стальных, деревянных, композитных элементов, глиной, щебнем и т.п.);
г) подпорные сооружения, выполняемые путем изменения свойств грунта в месте его устройства (например, из грунтоцементных элементов, выполняемых по струйной технологии).
Допускается применять и другие способы изготовления подпорных сооружений, не отраженные в настоящем пункте, а также комбинацию различных способов.
5.1.4 По сроку службы подпорные сооружения разделяют:
5.1.5 По виду воспринимаемых нагрузок подпорные сооружения разделяют:
5.1.6 По способу распределения нагрузки подпорные сооружения разделяют:
5.1.7 По характеру взаимодействия с грунтом подпорные сооружения разделяют:
5.1.8 По способу обеспечения устойчивости подпорные сооружения разделяют на гравитационные (массивные); с грунтовым противовесом (уголковые); с заделкой в грунте (консольные), упорными, анкерными элементами, с линейной или замкнутой распорной конструкцией, а также их комбинациями.
5.1.9 По отношению к водоносным горизонтам подпорные сооружения разделяют следующим образом:
5.1.10 Выбор типа подпорного сооружения должен осуществляться проектировщиком на основании технико-экономического сравнения вариантов. При выборе типа подпорного сооружения следует учитывать:
— местный опыт устройства подобных сооружений;
— наличие машин, механизмов, квалифицированных подрядных организаций в рассматриваемом регионе;
— геометрию и рельеф площадки строительства, наличие перепадов высот, инженерно-геологические и гидрогеологические условия;
— наличие в зоне влияния существующих сооружений, в т.ч. подлежащих демонтажу;
— наличие опасных геологических процессов;
— специфические особенности региона предполагаемого строительства.
5.1.11 Проектом следует выбирать один наиболее подходящий тип подпорного сооружения и один типоразмер конструкции с целью сокращения расходов на мобилизацию тяжелой строительной техники. При соответствующем технико-экономическом обосновании допускается комбинация различных методов.
5.1.12 Наиболее распространенные подпорные сооружения и области их применения приведены в Г.1 приложения Г.
5.2 Виды конструкций крепления подпорных сооружений
5.2.4 При проектировании подпорных сооружений предпочтение следует отдавать консольным схемам или схемам с минимальным количеством ярусов крепления, т.к. устройство конструкций крепления увеличивает срок строительно-монтажных работ, а при необходимости возведения последующих конструкций (например, здания в котловане) усложняет устройство этих конструкций.
5.2.5 Наиболее распространенные конструкции крепления и области их применения приведены в Г.2 приложения Г.
6. Проектирование подпорных сооружений
6.1 Общие указания
6.1.1 При проектировании подпорных сооружений, кроме указаний настоящего свода правил, следует соблюдать требования СП 20.13330, СП 22.13330, СП 24.13330, СП 43.13330, СП 248.1325800, СП 291.1325800.
6.1.2 Проектирование подпорных сооружений должно включать в себя:
— выбор типа подпорного сооружения;
— выбор способа устройства подпорного сооружения;
— выбор габаритов, глубины заложения подпорного сооружения, основных геометрических параметров;
— выбор типа конструкций крепления;
— выбор материалов подпорного сооружения и конструкций крепления;
— выбор способа защиты от подземных вод;
— проверку основания подпорного сооружения и конструкций крепления по первой и второй группам предельных состояний (СП 20.13330);
— определение внутренних усилий или напряжений в подпорном сооружении и конструкций крепления, их конструирование;
— выбор монтажных и конструктивных элементов;
— определение последовательности проведения работ;
— проектирование мероприятий, применяемых для снижения влияния строительства на деформаци. окружающей застройки;
— проектирование мероприятий, применяемых для минимизации изменений гидрогеологических условий;
— назначение необходимых испытаний;
— выбор мероприятий по контролю качества;
— выбор мероприятий по мониторингу.
6.1.3 Выбор типа подпорного сооружения следует выполнять с учетом:
— проектируемого перепада высот и характера рельефа;
— планируемого срока эксплуатации;
— инженерно-геологических условий;
— наличия подземных вод;
— стесненности строительной площадки и наличия окружающей застройки.
6.1.6 Расчет конструкции подпорного сооружения по материалу следует выполнять в соответствии с существующими нормами проектирования конструкций из соответствующего материала и указаниями настоящего свода правил.
6.1.9 Расчет подпорного сооружения следует выполнять численными методами с использованием контактных моделей или моделей сплошной среды с учетом требований СП 22.13330 и СП 248.1325800. Расчетные модели (расчетные схемы) должны учитывать:
— инженерно-геологические условия участка строительства, а в ряде случаев и за пределами участка строительства;
— конструктивные и технологические особенности подпорного сооружения;
— последовательность экскавации и обратной засыпки грунта, монтажа и последующего демонтажа конструкций крепления (при их наличии);
— последовательность возведения основного сооружения, если подпорное сооружение выполняется для его строительства или входит в его состав;
— особенности поведения грунта и конструкций вплоть до достижения рассматриваемого предельного состояния;
— действующие нагрузки и воздействия, их сочетания;
— влияние подпорного сооружения и объектов внешней среды друг на друга;
— возможные геометрические и физические несовершенства.
Расчетную модель следует выбирать с учетом наиболее существенных факторов, определяющих напряженное состояние и деформации как основания, так и подпорного сооружения. Следует учитывать, что значение и распределение давления грунта на подпорное сооружение, значения внутренних сил в конструкциях в значительной степени зависят от жесткости самих конструкций, прочности и жесткости основания, природного напряженно-деформированного состояния основания и последовательности выполнения работ.
6.1.11 В простейших случаях или для предварительной оценки параметров подпорного сооружения допускается использовать аналитические и графоаналитические методы расчета, приведенные в 6.3.
6.1.12 При проектировании подпорных сооружений по предельным состояниям первой группы следует проверять расчетом обеспечение:
— устойчивости положения стены против сдвига, опрокидывания и поворота;
— устойчивости основания под подошвой подпорных стен (для нескальных грунтов);
— прочности скального основания под подошвой подпорных стен;
— несущей способности свай под подошвой подпорных стен;
— несущей способности грунтовых анкеров;
— прочности элементов и узлов соединений подпорных стен и удерживающих конструкций;
— фильтрационной устойчивости основания;
— сохранности сооружений окружающей застройки.
Возможные (но не ограниченные данным перечнем) схемы разрушения подпорных сооружений для предельных состояний первой группы приведены в таблице 6.1.
Предельное состояние и характерные причины его наступления