Лекции и пособия / ТКП 45-5.01-254-2012 Основания и фундаменты

ТКП 45-5.01-254-2012*

4.2.3ТЗ утверждается руководителем организации-заказчика и должно содержать сведения, необходимые и достаточные для определения оптимальных состава и объемов намечаемых к выполнению работ для получения результатов по 4.2.4.

ВТЗ кроме общих сведений необходимо указать (при этом целесообразно руководствоваться [4]) глубину сжимаемой зоны основания от сооружения и зону его влияния (расстояние от внешнего контура проектируемого объекта до границы зоны, где возможны дополнительные деформации в основаниях окружающих сооружений) на существующую застройку (4.2.7 и 4.2.9). Зону влияния проектируемого объекта следует назначать равной расстоянию от внешнего контура проектируемого объекта до границы зоны, где возможны дополнительные деформации в основаниях окружающих сооружений, определяемой по 4.2.9.

4.2.1–4.2.3 (Измененная редакция, Изм. № 1)

4.2.4Результаты инженерных изысканий в зависимости от стадии проектирования, класса гео-

технического риска строительства и уровня ответственности сооружения должны содержать данные, соответствующие ТЗ, требованиям 4.1.1, 4.1.4 и достаточные для:

—общей оценки пригодности строительной площадки для намечаемого строительства;

—выбора объема и методов инженерных мероприятий (при необходимости) по ее предварительной подготовке;

—установления категории сложности основания, выбора типа и размеров фундаментов и заглубленной части сооружения, глубины их заложения, характеристик грунта и возможности расчета оснований в соответствии с требованиями строительных норм и принятой моделью основания;

—прогноза возможности изменения величин деформации сооружения при изменении естественных условий основания и миграции подземных вод площадки в связи с ее застройкой и эксплуатацией сооружения;

—проектирования мероприятий по защите подземных конструкций от подземных вод и агрессивных условий;

—выявления наиболее целесообразных способов производства работ по устройству основания сооружения, а также предупреждения возможных осложнений при производстве земляных работ;

—определения трудоемкости выполнения земляных работ и способов их реализации;

—оценки необходимости инженерной, в том числе экологической, защиты застраиваемой площадки и близлежащих территорий.

4.2.5Инженерные изыскания, обследования, испытания и исследования должны качественно и в пол-

ном объеме выполняться специализированными организациями (фирмами), имеющими лицензионные свидетельства на право производства соответствующего вида работ согласно действующим ТНПА, или под их контролем.

4.2.6При проектировании оснований фундаментов в стесненных условиях существующей застройки

иреконструкции необходимо предусматривать ТЗ на изыскания как для нового строительства, так

идля близлежащих зданий, подземных трубопроводов и подземных сооружений, попадающих в зону его влияния, а также опытные работы по откопке шурфов, обследованию фундаментов и грунтов оснований существующих зданий, сетей и коммуникаций для определения и оценки их типа и состояния, как правило, с привлечением специализированных организаций. В проектной документации на эти цели должны предусматриваться соответствующие средства.

Изыскания как для новой, так и для существующей застройки целесообразно выполнять согласно [4]. В ТЗ необходимо указывать зону влияния проектируемого объекта, которую следует назначать от его наружного контура равной глубине сжимаемой зоны, но не менее большей ширины массивного

плитного и СПФ и трех ширин плитных и свайных ленточных и столбчатых (групповых) фундаментов. Зона влияния и дополнительные осадки существующих сооружений должны определяться расчетом с использованием теории линейно-деформируемой среды и требований, приведенных в ТКП 45-5.01-67.

(Измененная редакция, Изм. № 1)

4.2.7Зону влияния проектируемого объекта на существующую застройку на стадии обоснования

инвестиций в строительство, при отсутствии данных изысканий, допускается назначать равной большей ширине массивного плитного, СПФ и трех ширин для плитных и свайных ленточных и столбчатых (групповых) фундаментов плюс 5 м от низа их подошвы или низа условного свайного фундамента. После выполнения рекогносцировочных и последующих изысканий зона влияния возводимого объекта назначается равной глубине сжимаемой зоны его основания, определяемой расчетом с использованием методики послойного суммирования осадок по ТКП 45-5.01-67.

15

ТКП 45-5.01-254-2012*

4.2.8Для классов геотехнического риска строительства У, Н и Б (при наличии оползневых процессов, слабых, малопрочных и специфических грунтов по 8.1 или давлении от фундаментар ≥ 0,3 МПа)

вТЗ на и зыскания кроме обязательных исследований следует предусматривать преимущественно прямое определение свойств грунтов, а также геофизические исследования по 4.2.12, испытание грунтов штампами (прессиомерами, ГОСТ 20276) эталонными и натурными сваями (при наличии горизонтальных, более 5 % от вертикальных, выдергивающих и знакопеременных нагрузок, специфических грунтов по 8.1, а также в случае применения новых типов свай по 4.1.4 и 4.2.9).

Независимо от класса геотехнического риска строительства для определения физических, механических характеристик грунтов и несущей способности свай следует предусматривать статическое и динамическое зондирование по ГОСТ 19912 с учетом стадии изыскания и области их применения.

4.2.9В проектах свайных и СПФ для классов геотехнического риска строительства У, Н и Б (при

наличии малопрочных, слабых и специфических грунтов по 8.1) следует предусматривать испытание свай и фрагментов СПФ статическими нагрузками по СТБ 2242 в объеме, зависящем от сложности, неоднородности основания, нагрузок, но не менее 2 % от их общего числа и не менее трех испытаний свай (фрагментов) на объект, как правило, по торцам, в центре и наиболее нагруженных и сложных грунтовых условиях по данным бурения и зондирования.

4.2.9.1 Для свайного фундамента и СПФ глубину инженерно-геологических выработок и зондирования для свай-стоек целесообразно принимать с учетом [4], для свай, защемленных в грунте, — принимают не менее глубины сжимаемой зоны Нс, определяемой расчетом от подошвы условного фундамента по ТКП 45-5.01-67, и не менее большей ширины фундамента (ростверка) плюс 5м, с учетом требований 4.2.10. Для свайных полей размером более 10×10 м и СПФ при классах геотехнического риска строительства У и Н глубина выработок (не менее 50% от общего их количества, но не менее трех) должна превышать предполагаемое заглубление свай на 15м.

4.2.9, 4.2.9.1 (Измененная редакция, Изм. № 1)

4.2.9.2 Для сплошных плитных и шлицевых (щелевых) фундаментов глубину выработок и зондирования ниже их подошвы следует предусматривать не менее глубины сжимаемой зоны плюс 5 м, три из которых не менее b — для сплошной плиты и 2,5b — для шлицевого фундамента (где b — большая ширина или диаметр фундамента), а для плитных и свайных ленточных и столбчатых фундаментов шириной менее 10 м — 3b, но не менее, в зависимости от класса геотехнического риска строительства: для А — 6 м, Б — 15 м, Н — 20 м, У — 25 м, а для зондирования — на 5 м больше.

4.2.10 Если в процессе зондирования и проходки выработок в пределах сжимаемой зоны Hс, назначенной по 4.2.9, установлены малопрочные слабые грунты с модулем деформации Е ≤ 5 МПа или специфические грунты по 8.1 (просадочные, набухающие, рыхлые, биогенные и др.), глубина выработок и зондирования должна обеспечить проходку этих слоев и заглубление в подстилающий их прочный грунт на расстояние, где будет выполняться условие σzp ≥ 0,1 σg, но не менее 3 м при b ≤ 10 м

и5 м при b > 10 м (где σzp и σg — напряжения в рассматриваемой точке соответственно от фундамента

игрунта; b — ширина фундамента).

4.2.11При строительстве заглубленных частей зданий I уровня ответственности, в котлованах с использованием постоянных ограждающих конструкций (траншейных и свайных стен, буросекущихся

свай и др.) следует предусматривать разведочные геологические скважины по сетке не более 20×20 м или по трассе ограждающих конструкций не более чем через 20 м. Количество разведочных скважин для классов геотехнического риска строительства У и Н должно составлять не менее пяти, в остальных случаях — не менее трех с глубиной изучения грунта ниже подошвы ограждающей конструкции не менее 10 м.

4.2.12 Для классов геотехнического риска У и Н следует предусматривать геофизические исследования и зондирование грунтов, которые в зависимости от стадии изысканий следует выполнять как до, так и после устройства выработок для достоверной оценки геологического строения основания, границ слоев, типов и видов грунтов, их свойств и пространственной изменчивости, неоднородности между скважинами, профилями и за контуром объекта (при необходимости), для определения характеристик грунтов, несущей способности и мест испытания свай, глубины залегания, направления и движения подземных вод, трещиноватости и закарстованности пород, наличия подработки, физических полей, опасных геологических процессов (динамических, сейсмических) и др. согласно ТЗ.

При выявлении значительной неоднородности и сложных грунтовых условий число точек зондирования следует увеличивать, а расстояние между выработками уменьшать.

Результаты геофизических исследований и зондирования грунтов должны быть подтверждены их прямыми исследованиями посредством бурения скважин, лабораторных и натурных испытаний.

16

ТКП 45-5.01-254-2012*

4.2.13 Лабораторные исследования должны моделировать работу грунта в основании здания в условиях изменяющегося напряженно-деформированного состояния. Деформационные, прочностные и фильтрационные характеристики обводненных слабых грунтов (илы, биогенные, глинистые грунты с IL > 0,75) следует определять c учетом напряженно-деформированного состояния грунтового массива в диапазоне действующих в основании здания напряжений, при малых ступенях загружения на образцах, испытанных как в вертикальном, так и горизонтальном направлении. Испытания должны предусматривать реконсолидацию образцов грунта и учет истории нагружения объема грунта в натуре (при необходимости, согласно ТЗ).

4.2.14В особых условиях строительства согласно разделу 8 буровые работы, полевые, лабораторные, гидрогеологические и геофизические исследования, геодинамическое и сейсмическое микрорайонирование площадки должны быть направлены на выявление и изучение всех факторов, имеющих определяющее значение при оценке устойчивости основания от сейсмических и геодинамических воздействий, динамики подземных вод, наличия слабых глинистых и суффозионно-неустойчивых песчаных грунтов и др. Должны быть определены прочностные и реологические характеристики грунтов, проведены прогнозные расчеты устойчивости основания и склона, а в необходимых случаях — организованы стационарные наблюдения.

4.2.15При производстве инженерно-геологических изысканий для проектирования зданий (соору-

жений) со значительным заглублением подземных элементов и конструкций с применением при проходке котлованов шпунтовых ограждений, опускных колодцев или метода «стена в грунте» особое внимание должно быть уделено прямым определениям прочностных характеристик грунтов в неконсолидированном состоянии выше подошвы заглубляемого сооружения, деформационных характеристик в пределах сжимаемой зоны, а также гидрогеологических параметров водоносных горизонтов как в зоне разработки котлованов, так и подземных вод, залегающих ниже отметок подошвы несущих конструкций заглубленных частей.

4.2.16 Инженерно-геологические изыскания для разработки проектов реконструкции и усиления существующих зданий и сооружений, а также проектов новых объектов, размещаемых вблизи от них, целесообразно проводить согласно [4] с учетом данных раздела 9 и должны с учетом 4.1.4 дополнительно предусматривать:

—проходку шурфов для обследования и испытания фундаментов и грунтов оснований существующих зданий (сооружений) с учетом требований таблицы 9.2 настоящего технического кодекса;

—бурение разведочных скважин и зондирование внутри и вдоль контура реконструируемого здания на расстоянии от него не более 3 м;

—испытания грунтов методами зондирования и среза;

—испытания грунтов в скважинах на сжатие штампами или прессиометрами в зоне примыкания строений и на противоположном конце нового объекта;

—лабораторные исследования образцов грунтов ненарушенного сложения с определением их деформационных и прочностных характеристик.

(Измененная редакция, Изм. № 1)

4.3 Технико-экономическая оценка фундаментов

4.3.1Технико-экономическое обоснование проектных решений фундаментов по 5.1 следует производить исходя из следующих четырех основных принципов: эксплуатационная надежность; минимальные энергоемкость и материалоемкость; максимальные технологичность и индустриальность; минимальные сроки изготовления фундаментов.

4.3.2Оценку и выбор оптимального проектного решения фундамента из нескольких технически

возможных вариантов следует выполнять на основе сравнительного анализа экономических показателей (таблица 4.1) по вариантам, с учетом класса геотехнического риска строительства согласно таблице А.1 и категории сложности оснований согласно рисунку А.1 (приложение А).

Необходимо различать экономические (таблица 4.1) и технические показатели.

17

ТКП 45-5.01-254-2012*

Таблица 4.1 — Номенклатура экономических показателей

* П= Сi + kiEн, где Сi , ki — соответственно стоимость строительно-монтажных работ и капитальные вложения в основные производственные фонды строительной организации; Ен — нормативный коэффициент капи-

таловложений по сравниваемым вариантам.

** N — нагрузка на фундамент от надземных конструкций, кН (кН/м).

К техническим показателям относятся данные об уровне ответственности сооружения, категории сложности грунтов и классу геотехнического риска строительства в соответствии с приложением А; технологические и конструктивные параметры фундаментов и сооружения, характеристики материалов, грунтов и др.

4.3.3 Необходимыми условиями достоверной оценки технических показателей являются:

—приведение всех принятых к рассмотрению вариантов фундаментов к сопоставимым значениям технических показателей;

—равенство исходных данных (нагрузки, грунты и т. д.) и соблюдение требований норм и ограничений;

— реальность технологии производства работ для рассматриваемых условий строительства и возможностей исполнителей, которая должна быть наиболее рациональной из возможных по каждому из сравниваемых вариантов.

4.3.4Экономическому сопоставлению подлежат оптимальные по техническим показателям конструкции фундаментов.

Сравнительная технико-экономическая оценка фундаментов по всем вариантам должна производиться по единой методике с использованием одинаковых по степени детализации и точности методов расчета.

4.3.5При сравнительной оценке нескольких вариантов фундаментов одно из решений следует при-

нимать за исходный вариант — эталон, который должен определяться этапами проектирования:

—на этапе формирования планов проектных и научно-исследовательских работ при разработке новой конструкции фундамента сопоставление производится с показателями наиболее эффективной

врассматриваемых регионе и области строительства конструкции;

—при вариантном проектировании за эталон для сопоставления предлагаемых типов фундаментов принимается, как правило, наиболее распространенная, эффективная в данных региональных

ипроизводственных условиях конструкция;

—на этапе внедрения и эксплуатации нового решения сопоставление производится с показателями заменяемой конструкции.

18

ТКП 45-5.01-254-2012*

4.3.6Технико-экономические показатели по различным конструктивным решениям фундаментов следует сравнивать относительно расчетной единицы измерения: на здание в целом, секцию или рас-

четную нагрузку от всего здания. Для предварительных расчетов в качестве единицы измерения допускается принимать: один фундамент, 1м длины фундамента или 10 кН расчетной нагрузки от здания, 1м2 площади застройки.

4.3.7Выбор наиболее технически оптимального типа фундаментов в рассматриваемых условиях

строительства рекомендуется производить в три этапа:

а) сбор данных и приведение технических показателей, принятых к рассмотрению вариантов фундаментов, к единому уровню;

б) предварительная оценка и отбор вариантов, технически и экономически целесообразных в рассматриваемых условиях, как правило, по основным экономическим показателям с учетом данных в соответствии с рисунком А.1 (приложение А).

Допускается оценку проектных решений фундаментов для классов геотехнического риска строительства А и Б согласно таблице А.1 (приложение А) на данном этапе осуществлять, где это возможно, по шкале эффективности (коэффициенту z) согласно таблице 4.2, исходя из расчетной нагрузки на фундамент N, кН (кН/м), при условии F ≥ N (где F — несущая способность фундамента, кН, кН/м);

в) уточненная оптимизация (параметрическая оптимизация) варианта по основным и дополнительным экономическим показателям (см. таблицу 4.1). Для сооружений класса геотехнического риска строительства А уточненную оптимизацию допускается не производить.

Таблица 4.2 — Шкала эффективности проектных решений фундаментов по коэффициенту эффективности z

4.3.8 Пример оценки и выбора оптимального варианта проектного решения фундамента для жилого многоэтажного дома приведен в ТКП 45-5.01-67 (приложение Г).

5 Проектирование оснований, конструкций фундаментов и заглубленных частей зданий

5.1 Классификация фундаментов и область их применения. Общие требования

5.1.1 В зависимости от конструктивной схемы сооружения, способа передачи от него нагрузки на основание и класса геотехнического риска строительства (см. таблицу А.1 приложения А) при проектировании следует различать четыре вида фундаментов — плитные, свайные, специальные, ограждающие (4.1.1), а также варианты комбинаций, например: свайно-плитные, модифицированные по 5.1.5 и др. Классификация используемых в Республике Беларусь фундаментов и область их применения, а также номенклатура и характеристики свай приведены в таблицах 5.1 и 5.2.

19

ТКП 45-5.01-254-2012*

Таблица 5.1 — Классификация и область применения фундаментов

21

23

ТКП 45-5.01-254-2012*

Окончание таблицы 5.1

24