9 Конструкции подземной части. Требования к проектированию оснований, фундаментов и подземных частей зданий

• Проектирование подземной части здания должно осуществляться в соответствии с требованиями СНБ 1.03.02, СНБ 5.01.01, СНБ 5.03.01, П4, П5, П16 и П17 к СНБ 5.01.01 и других ТНПА. Требования указанных ТНПА и настоящего технического кодекса являются минимальными и по требованию заказчика или экспертизы в специальных технических условиях (нагрузки, характеристики материалов, усиление конструкций и др.) могут быть повышены и ужесточены.

Основания, фундаменты и подземные части здания должны:

— соответствовать своему назначению, пригодности к нормальной эксплуатации, технологичности, требуемой надежности и долговечности на срок службы объекта на всех стадиях строительства и эксплуатации при минимальных затратах на их возведение;

— обеспечивать сохранность конструкций фундамента и подземных частей, выход из строя которых угрожает обрушением высотного здания или его частей. При этом возможны повреждения, не угрожающие безопасности людей или утрате ценностей;

— обеспечить сохранность окружающей среды и близлежащих сооружений, попадающих в зону влияния строительства;

— учитывать и компенсировать возможные повреждения от случайных и чрезвычайных ситуаций при возведении и эксплуатации объекта.

• Работы по проектированию подземной части высотных зданий следует вести в соответствии с техническим заданием на проектирование, на основании результатов геотехнической экспертизы (приложение Г) и следующих исходных данных:

— результатов инженерно-геодезических, инженерно-геологических, инженерно-гидрометеорологических и инженерно-экологических изысканий для строительства по разделу 8 и СНБ 1.02.01;

— сведений о сейсмичности района строительства, геотехнической сложности территории (наличие карстовых, оползневых явлений, подработки, слабых искусственных, биогенных грунтов и др.);

— данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности здания, действующие нагрузки и условия его эксплуатации;

— условий существующей застройки и влияния на нее нового строительства;

— экологических требований;

— результатов технико-экономического сравнения возможных вариантов проектных решений для принятия варианта, обеспечивающего наиболее полное использование прочностных и деформационных характеристик грунтов и физико-механических свойств материалов фундаментов и подземных конструкций.

• Конструктивно-технологические решения фундаментов высотных зданий принимаются на основе оценки геотехнической опасности территории строительства (см. приложение Д) и технико-экономического сравнения вариантов по 5.1 СНБ 5.01.01.

В проектах должны приводиться: схема котлована, данные и технические условия по его устройству; методы контроля; места проведения натурных испытаний, опытных работ, измерений осадок и деформаций сооружений в строительный и эксплуатационный периоды.

• Для фундаментов и конструкций подземных частей, работающих в агрессивных условиях, должны назначаться мероприятия, обеспечивающие стойкость бетона к воздействию агрессивной среды в соответствии с требованиями СНиП 2.03.11 и ТКП 45-4.01-54.

• Расчеты оснований конструкций фундаментов всех типов и подземных частей необходимо выполнять на воздействия и нагрузки, передаваемые на них от здания и окружающей среды, по разделу 7 и приложению Б не менее чем 2 раза с использованием не менее двух расчетных моделей (программ) на самые неблагоприятные сочетания нагрузок, параметров высотного здания, характеристик материалов конструкций, грунтов основания и условий строительства.

Основной расчет выполняется, как правило, генпроектной организацией, второй расчет (проверочный) — специализированной, как правило, научно-исследовательской организацией, назначенной Министерством архитектуры и строительства Республики Беларусь и согласованной Госэкспертизой.

В случаях несовпадения результатов вышеуказанных расчетов и расположения объекта на границе зон с разной интенсивностью сейсмичности по карте ОСР (см. рисунок В.2, приложение В) следует принимать наиболее невыгодное решение и более высокую балльность территории. При этом расчетные сейсмические нагрузки принимаются не ниже нагрузок, установленных по данным микросейсмического районирования.

• При проектировании конструкций подземной части следует учитывать уровень ответственности сооружения по ГОСТ 27751 и три категории сложности оснований фундаментов по приложению А ТКП 45-5.01-67.

Для оснований фундаментов III категории сложности необходимо предусматривать дополнительные мероприятия по обеспечению надежности здания. При этом располагать фундаменты непосредственно на поверхность торфа, средне- и сильнозаторфованных, биогенных грунтов, а также на основания, в зоне влияния (в зоне сжимаемой толщи) которых проходят тоннели метро, коммуникации и подземные сооружения — не допускается.

• При проектировании подземных частей высотных зданий следует предусматривать проведение опытных работ, сейсмическое или вибродинамическое микрорайонирование территории. Авторский надзор в таких случаях обязателен. В сметной документации на эти работы необходимо предусматривать соответствующие затраты.

В проектную документацию подземной части необходимо включать раздел по проведению геотехнического мониторинга согласно приложению Д. Состав, объем и методы мониторинга устанавливают в зависимости от сложности инженерно-геологических условий и сложности конструктивных решений.

• В составе проектной документации подземной части следует разрабатывать паспорт, в котором приводят:

— описание подземных конструкций, водопроводных и канализационных сетей;

— указания о необходимых наблюдениях;

— данные о предусматриваемых мерах защиты территории и здания, осуществляемых в период строительства и эксплуатации.

После сдачи объекта в паспорт вносят данные, полученные в процессе строительства и эксплуатации.

• В качестве фундаментов высотных зданий рекомендуются:

— свайные опоры;

— массивные плиты;

— плитно-свайные;

— шлицевые (щелевые),

которые следует принимать на основе технико-экономического сравнения вариантов.

Материалы и параметры сечений элементов подземных и заглубленных сооружений должны назначаться с соблюдением требований соответствующих ТНПА.

Для фундаментов и подземных частей высотных зданий следует применять бетон класса не ниже С²⁰/₂₅ и предусматривать бетонную подготовку из бетона класса не ниже С¹²/₁₅ толщиной в зависимости от инженерно-геологических условий и методов производства работ, но не менее 150 мм в песках и не менее 250 мм в глинистых грунтах по упрочненному щебнем (толщиной 100 мм) основанию.

• Проектирование оснований и фундаментов должно осуществляться с учетом напряженного состояния и деформаций оснований (НДС), пространственной работы конструкций зданий в условиях их геометрической и физической нелинейности, анизотропности, пластических и реологических свойств бетона, грунтов и влияния строительства на изменения НДС.

Допускается использовать вероятностные методы расчета, учитывающие статистическую неоднородность оснований, случайную природу нагрузок, воздействий и свойств материалов конструкций.

• Проектирование и расчеты заглубленных частей зданий должны 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 «основание — подземная часть здания — надземное строение».

• Если проектируемые подземные части зданий частично или полностью могут перекрыть естественные фильтрационные потоки в грунтовом (скальном) массиве или изменить условия и пути фильтрации подземных вод, следует выполнять прогноз: изменений гидрогеологического режима площадки строительства (с использованием численных методов математического моделирования), степени потенциальных колебаний уровней воды и подтопляемости территории на весь срок эксплуатации здания. Для выполнения математического моделирования должны привлекаться специализированные организации.

• Проектирование и расчет фундаментов и подземной части высотного здания в районах с сейсмичностью более 5 баллов (см. приложение В) следует вести на основное и особое сочетание нагрузок и воздействий, возникающих на всех стадиях его возведения и эксплуатации согласно СНиП II-7, СНиП 2.01.07, разделу 7, приложениям Б и В, с привлечением специализированных и научных организаций и с использованием систем динамического регулирования (упрочнение грунта оснований, усиление конструкций), а также учитывать совместную работу конструкций и основания.

К особым нагрузкам относятся сейсмические, техногенные: динамические (с эквивалентной сейсмической балльностью), воздействия от взрывов, эксплуатируемых линий метрополитена, транспортных сооружений или промышленных объектов; воздействия, обусловленные деформациями основания при проседаниях в подрабатываемые и карстовые полости, при водопонижении, набухании и морозном пучении грунтов, и др.

Интенсивность сейсмических воздействий (расчетную сейсмичность) в баллах следует принимать для района строительства на основе карты общего сейсмического районирования и списка населенных пунктов (см. приложение В), а для строительной площадки — по данным микросейсмического районирования, выполненного специализированной организацией.

Уменьшение сейсмичности для проектируемых объектов, указанной на картах приложения В, не допускается.

• Расчет оснований зданий по второй группе предельных состояний (деформациям), выполняемый на основное и особое сочетание нагрузок с учетом сейсмичности (см. 9.13), должен производиться с коэффициентом условий работы _с3 = 0,9 для прочностных и деформативных характеристик грунтов основания исходя из условия

s s_ult,

где  s — совместная деформация основания и здания, см, определяемая расчетом согласно ТКП 45-5.01-67;

s_ult  — предельное значение совместной деформации основания и здания, см, устанавливаемое исходя из необходимости соблюдения:

— архитектурных и технологических требований к деформации здания (изменение проектных уровней и положений здания в целом и отдельных его элементов, нормальная работа лифтов, эскалаторов и т. п.) — s_ult,s;

— требований к прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций и основания, включая общую устойчивость здания — s_ult,f.

Проверка соблюдения условия s s_ult,s производится после соответствующих расчетов по прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций здания и основания.

• При определении осадок и кренов фундаментов на естественных основаниях методом послойного суммирования с учетом структурной прочности грунтов и разгрузки грунтового массива за счет устройства котлована глубиной более 3 м положение нижней границы сжимаемой толщи под подошвой фундамента шириной более 20 м следует определять из условия, что вертикальные сжимающие напряжения на этой границе от полной нагрузки на основание равны 50 % вертикального сжимающего напряжения в массиве до устройства котлована.

• Объемно-планировочные решения подземных и заглубленных частей здания должны учитывать конструктивные и технологические особенности устройства высотного здания и обеспечивать его геометрическую неизменяемость, наиболее благоприятную статическую работу, устойчивость положения и формы, прочность.

Между фундаментами высотной и стилобатной частей высотного здания следует предусматривать осадочные, температурные швы и их гидроизоляцию согласно требованиям П8 к СНБ 5.01.01.

• При проектировании подземных и заглубленных частей высотных зданий следует предусматривать:

— установку в отдельном помещении в уровне первого этажа надземной части здания контрольно-измерительной аппаратуры для проведения наблюдений (геотехнического мониторинга) по приложению Д за состоянием высотного здания как в процессе строительства, так и в период его эксплуатации с целью оценки надежности системы «здание — основание», своевременного выявления дефектов, предотвращения аварийных ситуаций, а также для оценки правильности результатов прогноза, принятых методов расчета и проектных решений;

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