Без рубрики
Об утверждении Инструкции по проектированию и устройству свайных фундаментов зданий и сооружений в г. Москве
Указание Москомархитектуры от 30.11.2001 N 44
Cтр. 1
1. Утвердить и ввести в действие Инструкцию по проектированию и устройству свайных фундаментов зданий и сооружений в г. Москве, разработанную ГУП "Научно — исследовательский, проектно — изыскательский и конструкторско — технологический институт оснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова" по заказу Москомархитектуры.
2. Управлению перспективного проектирования и нормативов (Зобнин А.П.) совместно с ГУП "Управление экономических исследований, информатизации и координации проектных работ" (Дронова И.Л.) обеспечить издание и распространение Инструкции.
3. Контроль за выполнением указания возложить на Управление перспективного проектирования и нормативов (Зобнин А.П.).
Первый заместитель председателя Ю.В. Гольдфайн
Утверждена указанием Москомархитектуры от 30 ноября 2001 г. N 44
ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И УСТРОЙСТВУ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ В Г. МОСКВЕ
Предисловие
1. Разработана НИИОСП им. Н.М. Герсеванова (д.т.н. Ильичев В.А. — руководитель темы, д.т.н. Бахолдин Б.В., к.т.н. Игнатова О.И., к.т.н. Конаш В.Е., к.т.н. Мариупольский Л.Г., к.т.н. Михеев В.В., д.т.н. Петрухин В.П., к.т.н. Трофименков Ю.Г.).
2. Подготовлена к изданию Управлением перспективного проектирования и нормативов Москомархитектуры (инженеры Шевяков И.Ю., Щипанов Ю.Б.).
3. Утверждена и введена в действие указанием Москомархитектуры от 30.11.2001 N 44.
Введение
Условия строительства в г. Москве постоянно усложняются — новое строительство ведется на территориях со все более сложными инженерно — геологическими и экологическими условиями (слабые и техногенные грунты, неблагоприятные инженерно — геологические процессы). Реконструкция и строительство новых зданий в черте города, особенно в его центральной части, осуществляются, как правило, рядом с существующей застройкой. Развивается строительство "точечных" высотных зданий с высокими значениями удельной нагрузки на основание, когда свайные фундаменты и комбинированные свайно — плитные фундаменты обычно являются наиболее эффективными видами фундаментов.
Ввод в действие в начале 1998 г. Городских строительных норм "Основания, фундаменты и подземные сооружения" — МГСН 2.07-97 и ряда рекомендаций в развитие МГСН (см. раздел 2) как дополнение и развитие федеральных нормативных документов в строительстве способствовал повышению качества и культуры строительства, надежности существующих зданий при строительстве новых зданий на застроенных площадках с различными инженерно — геологическими и гидрогеологическими условиями.
Вместе с тем некоторые новые технологии выполнения геотехнических работ и конкретные условия строительства в Москве в действующих нормативных документах освещены недостаточно.
В настоящей Инструкции подробно рассматриваются отмеченные выше вопросы, она дополняет действующие нормативные документы применительно к свайным фундаментам, что позволит обеспечить повышение качества и надежности геотехнических работ при снижении их стоимости.
1. Общие положения
1.1. Настоящая Инструкция разработана для г. Москвы в соответствии с требованиями главы СНиП 10-01-94 как дополнение и развитие федеральных и региональных нормативных документов в строительстве (главы СНиП 2.02.01-83*, СНиП 2.02.03-85, СНиП 3.02.01-87, МГСН 2.07-01).
1.2. Целью Инструкции является повышение надежности и экономичности устройства свайных фундаментов гражданских и промышленных зданий за счет применения новых и эффективных их конструкций, а также учета при проектировании природных, техногенных и социальных особенностей строительства в г. Москве.
1.3. Инструкция не распространяется на искусственные сооружения транспортных магистралей, метрополитен, гидротехнические и мелиоративные сооружения, магистральные и промысловые трубопроводы, фундаменты машин с динамическими нагрузками.
1.4. Инструкция обязательна для всех организаций независимо от форм собственности и принадлежности, связанных с проведением инженерных изысканий, проектированием и производством работ по устройству свайных фундаментов в г. Москве. Указанные работы должны выполняться специализированными организациями, имеющими соответствующие лицензии.
1.5. Для качественного выполнения всех работ, рассматриваемых в настоящей Инструкции, должны быть соблюдены следующие требования:
— собраны необходимые для проектирования данные;
— проектирование производится квалифицированными специалистами;
— установлена непрерывная взаимосвязь между изыскателями, проектировщиками и строителями;
— установлен необходимый контроль на заводах стройдеталей и на площадке строительства;
— строительные работы осуществляются обученным персоналом;
— используемые материалы удовлетворяют техническим условиям;
— сооружение будет нормально эксплуатироваться;
— сооружение будет использовано для условий, предусмотренных в проекте.
1.6. Требования п. 1.5 обеспечиваются выполнением полноценных инженерных изысканий для оценки инженерно — геологических и экологических условий строительства, выбором эффективного вида свайного фундамента, соответствующих методов расчета и деталей конструкции фундамента, а также установлением методов контроля при изготовлении конструкций, производстве строительных работ и эксплуатации сооружения.
1.7. Инженерные изыскания для строительства должны проводиться в соответствии с требованиями нормативных документов на изыскания и исследования строительных свойств грунтов и разделом 5 настоящей Инструкции. Результаты инженерных изысканий должны содержать данные, необходимые для обоснованного выбора вида свайного фундамента, определения глубины заложения и размеров свай с учетом прогноза возможных изменений (в процессе строительства и эксплуатации) инженерно — геологических и гидрогеологических условий площадки строительства, а также оценки влияния строительства на соседние сооружения и окружающую среду.
1.8. Свайные фундаменты должны проектироваться на основе:
а) результатов инженерно — геодезических, инженерно — геологических и инженерно — экологических изысканий для строительства;
б) данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности сооружения, действующие нагрузки и условия и срок его эксплуатации;
в) 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 сооружений.
При проектировании свайных фундаментов следует учитывать местные условия строительства, окружающую застройку, экологическую обстановку, а также имеющийся опыт строительства и эксплуатации сооружений в аналогичных условиях.
1.9. Для определения состава и объема работ при инженерно — геологических изысканиях, при проектировании и устройстве свайных фундаментов следует учитывать геотехническую сложность объекта строительства (геотехническую категорию), устанавливаемую в соответствии с рекомендациями МГСН 2.07-01.
1.10. В проектах свайных фундаментов зданий и сооружений повышенного уровня ответственности (ГОСТ 27751-88. Изм. N 1), возводимых в сложных инженерно — геологических условиях, следует предусматривать: научно — техническое сопровождение проектирования и строительства; установку необходимых приборов и приспособлений для проведения натурных измерений деформаций как строящихся и реконструируемых, так и расположенных вблизи зданий и сооружений, и поверхности территории вокруг них. Натурные измерения деформаций должны также предусматриваться в случае применения новых или недостаточно изученных конструкций сооружений или их фундаментов, а также если в задании на проектирование имеются специальные требования по измерению деформаций.
1.11. Стадии проектирования свайных фундаментов должны устанавливаться заказчиком и генеральным проектировщиком в зависимости от сложности инженерно — геологических условий, уровня ответственности проектируемого объекта и сроков строительства.
1.12. Расчет свайных фундаментов и их оснований должен проводиться по предельным состояниям первой и второй группы в соответствии с требованиями глав СНиП 2.02.03-85 и 2.03.01-84 и настоящей Инструкции.
Нагрузки и воздействия, учитываемые в расчетах свайных фундаментов, следует принимать в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85.
1.13. Термины и определения, принятые в настоящей Инструкции, соответствуют действующим федеральным и региональным нормативным документам.
2. Нормативные ссылки
1. СНиП 10-01-94 "Система нормативных документов в строительстве. Основные положения".
2. СНиП 2.01.07-85 "Нагрузки и воздействия. БСТ: N 5-90, N 11, 12-93".
3. СНиП 2.02.01-83* "Основания зданий и сооружений".
4. СНиП 2.02.03-85 "Свайные фундаменты".
5. СНиП 2.03.01-84* "Бетонные и железобетонные конструкции".
6. СНиП 3.02.01-87 "Земляные сооружения, основания и фундаменты".
7. СНиП 11-01-95 "Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений".
8. СНиП 11-02-96 "Инженерные изыскания для строительства. Основные положения".
9. СП 11-102-97 "Инженерно — экологические изыскания для строительства".
10. СП 11-104-97 "Инженерно — геодезические изыскания для строительства".
11. СП 11-105-97 "Инженерно — геологические изыскания для строительства (ч. 1, 2 и 3)".
12. ГОСТ 5686-94 "Грунты. Методы полевых испытаний сваями".
13. ГОСТ 7473-94 "Смеси бетонные. Технические условия".
14. ГОСТ 10181.1-81 "Смеси бетонные. Методы определения удобоукладываемости".
15. ГОСТ 12248-96 "Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости".
16. ГОСТ 14098-91 "Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы, конструкция и размеры".
17. ГОСТ 18105-86 "Бетоны. Правила контроля прочности".
18. ГОСТ 19804.2-79 "Сваи забивные железобетонные цельные сплошные квадратного сечения с поперечным армированием ствола с ненапрягаемой арматурой. Конструкция и размеры".
19. ГОСТ 19804.5-83 "Сваи полые круглого сечения и сваи — оболочки железобетонные цельные с ненапрягаемой арматурой. Конструкция и размеры".
20. ГОСТ 19804.6-83 "Сваи полые круглого сечения и сваи — оболочки железобетонные составные с ненапрягаемой арматурой. Конструкция и размеры".
21. ГОСТ 19912-01 "Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием".
22. ГОСТ 20276-99 "Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости".
23. ГОСТ 20522-96 "Грунты. Метод статистической обработки результатов испытаний".
24. ГОСТ 27751-88 "Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету. Изменение N 1 ГОСТ 27751-88".
25. ВСН 490-87 "Проектирование и устройство свайных фундаментов и шпунтовых ограждений в условиях реконструкции промышленных предприятий и городской застройки". Минмонтажспецстрой, 1987.
26. МГСН 2.07-01 "Основания, фундаменты и подземные сооружения".
27. Рекомендации по расчету, проектированию и устройству свайных фундаментов нового типа в г. Москве. Москомархитектура, 1997.
28. Рекомендации по проектированию и устройству оснований, фундаментов и подземных сооружений при реконструкции гражданских зданий и исторической застройки. Москомархитектура, 1998.
29. Рекомендации по обследованию и мониторингу технического состояния эксплуатируемых зданий, расположенных вблизи нового строительства или реконструкции. Москомархитектура, 1998.
30. Рекомендации по проектированию и устройству оснований и фундаментов при возведении зданий вблизи существующих в условиях плотной застройки в г. Москве. Москомархитектура, 1999.
3. Условия строительства в г. Москве
3.1. В соответствии с концепциями развития районов и ПДП площадки строительства объектов жилищно — гражданского назначения размещаются в пределах г. Москвы преимущественно на следующих территориях:
— территориях, ранее не предлагавшихся для освоения под жилищно — гражданское строительство;
— территориях со сложной инженерной подготовкой;
— территориях, ранее занимавшихся промышленными предприятиями, выведенными за городскую черту;
— территориях относительно новой застройки за счет ее уплотнения и завершения;
— территориях размещения реконструируемых пятиэтажных домов первого периода панельного домостроения;
— в центральной части города рядом с существующими зданиями и на территориях размещения реконструируемых зданий.
3.2. С точки зрения влияния на выбор видов свайных фундаментов упомянутые в п. 3.1 площадки строительства могут быть сгруппированы следующим образом:
— строительство на вновь выделяемых территориях;
— строительство на территориях после их предварительной инженерной подготовки;
— строительство на свободных (или освобождаемых) территориях в зоне существующей застройки;
— реконструкция зданий с изменением (частичным или полным) их конструкций;
— реконструкция зданий — памятников архитектуры (как правило, без изменения архитектурных и конструктивных элементов).
3.3. Для геологического строения Москвы характерно залегание с поверхности толщ четвертичных отложений различной мощности и генезиса, представленных песчаными и глинистыми грунтами современного и древнего аллювия, моренного и водно — ледникового комплекса. Подстилающие их коренные породы представлены плотными песками мелового возраста, юрскими глинами, карбоновыми известняками и мергелями (табл. 3.1).
Грунтовые воды залегают на глубинах от 1 до 15 м и подвержены сезонным колебаниям. К известнякам карбона приурочен артезианский водоносный горизонт, обладающий напорным характером, режим которого нарушен.
3.4. Инженерно — геологические условия значительной части территории Москвы являются сложными для строительства вследствие развития негативных инженерно — геологических процессов, среди которых можно выделить изменение гидрогеологических условий (в частности, подтопление территории), карстово — суффозионные процессы, оползни, оседание земной поверхности. Гидродинамические процессы, связанные с воздействием поверхностных и подземных вод, проявляются как в формировании значительных депрессионных воронок, так и подтоплении, которое охватывает около 40% территории города.
3.5. Почти на всей территории города развиты техногенные отложения. В центральной части Москвы на поверхности залегает толща техногенных отложений средней мощностью около 3 м на водоразделах и до 20 м в понижениях рельефа. Для этой толщи характерны слоистость, наличие включений, каменистость, загрязненность рядом химических элементов, щелочность. Местами этот слой насыщен остатками строительства: цементом, бетоном, металлическими предметами и перекрыт асфальтобетонным покрытием.
Таблица 3.1
СТРАТИГРАФИЧЕСКАЯ КОЛОНКА Г. МОСКВЫ
┌──────────┬───────────────────────────────────────┐ │Q │ЧЕТВЕРТИЧНАЯ СИСТЕМА │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │ │Современные отложения Q │ │ │ 4 │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │K-Q │Техногенный (насыпной) слой │ │ 4 │ │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │P-Q │Почвенно - растительный слой │ │ 4 │ │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │a-Q │Современные аллювиальные отложения │ │ 4 │ │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │l h-Q │Современные озерно - болотные отложения│ │ 1 4 │ │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │ │Верхнечетвертичные отложения Q │ │ │ 3 │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │a-Q │Древние аллювиальные отложения │ │ 3 │ │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │l h-Q │Древние озерно - болотные отложения │ │ 1 3 │ │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │ │Среднечетвертичные отложения Q │ │ │ 2 │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │Pr-Q │Покровные отложения │ │ 2-3 │ │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │d a-Q │Делювиальные и аллювиально - │
│ 1 2-3 │делювиальные отложения │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │ MS │Флювиогляциальные отложения │ │f-Q │московского оледенения │ │ 2 │ │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │ MS │Морена московского оледенения │ │g-Q │ │ │ 2 │ │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │ D │Морена днепровского оледенения │ │g-Q │ │ │ 2 │ │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │ D-M │Флювиогляциальные отложения между │ │f-Q │днепровским и московским оледенениями │ │ 2 │ │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │ D-M │Озерно - ледниковые отложения между │ │lg-Q │днепровским и московским оледенениями │ │ 2 │ │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │ O-D │Озерно - ледниковые отложения между │ │lg-Q │окским и днепровским оледенениями │ │ 2 │ │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │ O-D │Флювиогляциальные отложения между │ │f-Q │окским и днепровским оледенениями │ │ 2 │ │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │ O │Морена окского оледенения │ │g-Q │ │ │ 1 │ │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │K │МЕЛОВАЯ СИСТЕМА │ │ 1 │ │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │J │ЮРСКАЯ СИСТЕМА │ │ 3 │ │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │C │КАМЕННОУГОЛЬНАЯ СИСТЕМА │ │ 3 │ │ └──────────┴───────────────────────────────────────┘
Следует особо отметить значительное загрязнение грунтов вредными для человека химическими элементами и другими отходами. Опасный уровень загрязнения отмечается на 25% территории города, главным образом в центральной и восточной его части.
3.6. Отмеченные выше отдельные процессы и явления, характеризующие неблагоприятную инженерно — геологическую и экологическую обстановку на территории Москвы, требуют рассмотрения проблем геологического и экологического риска, что делает обязательным при проектировании и строительстве предусматривать проведение мероприятий по снижению интенсивности развития опасных геологических процессов и повышению стабильности геологической среды. Разработка таких мероприятий должна производиться в составе проекта и основываться на результатах комплексного мониторинга состояния окружающей среды, который должен начинаться на стадии инженерно — геологических и инженерно — экологических изысканий. На основе изысканий и мониторинга должны быть даны следующие прогнозы:
1) прогноз изменения физико — механических, химических и фильтрационных свойств грунтов;
2) прогноз техногенных изменений поверхностной гидросферы;
3) прогноз изменений подземной гидросферы;
4) прогноз развития экзогенных геологических процессов, особенно в части специфических структурно — неустойчивых грунтов.
Мониторинг, осуществленный на стадии изысканий, должен дополняться мониторингом на стадии строительства (раздел 14). Этот мониторинг обеспечивает получение данных о ходе выполнения проекта и изменениях в окружающей среде, а для ответственных сооружений является также источником информации для принятия решений в ходе научно — технического сопровождения строительства.
3.7. В связи с намечаемым ростом этажности жилых домов в районах массовой застройки возрастает уровень нагрузки на основание (общая нагрузка от здания, деленная на его площадь). Для типовых зданий высотой более 17 этажей этот уровень нагрузки достигает 0,45 МПа, а для зданий высотой более 75 м — даже 0,5 МПа. Учитывая это, масштабы применения свайных фундаментов должны возрасти.
Что касается реконструируемых зданий, то они имеют различную конструкцию и этажность. При выборе типа фундаментов в большей степени, чем для массового строительства, применяется индивидуальный подход и, как правило, используются фундаментные конструкции из свай.
4. Виды свайных фундаментов, виды и типы свай
4.1. По условиям взаимодействия свай с грунтами основания следует различать три вида свайных фундаментов:
— фундаменты из свай — стоек;
— фундаменты из висячих свай;
— комбинированные свайно — плитные фундаменты (КСП).
4.2. В фундаментах первых двух видов воспринимаемые ими нагрузки от здания передаются на основание целиком сваями. При этом сваи — стойки передают нагрузки на грунты основания исключительно их нижними концами, а висячие сваи — как нижними концами, так и боковыми поверхностями.
4.3. В комбинированных свайно — плитных фундаментах воспринимаемые ими нагрузки от здания передаются на основание как сваями, так и объединяющей их плитой. При этом сваи в составе этих фундаментов должны работать как висячие.
4.4. По способу устройства следует различать два вида свай:
— погружаемые в грунт заранее изготовленные сваи;
— сваи, изготовленные непосредственно на строительной площадке.
4.5. Основными типами свай первого вида, применение которых эффективно при строительстве в г. Москве, являются:
— забивные железобетонные сваи квадратного сплошного сечения, погружаемые в основание забивкой без выемки грунта или в лидерные скважины;
— железобетонные сваи — оболочки (полые круглые), погружаемые вибропогружателями без выемки или с частичной выемкой грунта;
— винтовые сваи, состоящие из металлической винтовой лопасти и трубчатого металлического ствола (трубы) со значительно меньшей (в несколько раз) по сравнению с лопастью площадью поперечного сечения, погружаемые в основание завинчиванием в сочетании с вдавливанием;
— бурозавинчивающиеся сваи, представляющие собой металлическую трубу со спиральной навивкой, погружаемые в основание завинчиванием в сочетании с вдавливанием;
— вдавливаемые железобетонные сваи квадратного сплошного сечения и металлические трубчатые сваи, погружаемые в основание вдавливанием.
4.6. Номенклатура забивных свай и свай — оболочек приведена в табл. 4.1. При этом для обоих типов выделены составные сваи и сваи — колонны.
4.7. При проектировании следует иметь в виду, что применение вместо традиционных железобетонных свай сечением 30 x 30 см свай большого сечения, полых круглых свай, свай — колонн, а также составных свай различного типа дает существенный экономический эффект. При этом следует принимать во внимание, что длина цельных свай ограничена 12 м по условиям их транспортировки в г. Москве.
4.8. Для винтовых свай диаметр винтовой лопасти составляет 40, 60, 80 и 100 см, наружный диаметр ствола примерно в три раза меньше и принимается равным диаметру соответствующей стандартной металлической трубы. Винтовые сваи цельные и поэтому их длина не превышает 12 м.
Таблица 4.1
┌─────────────────────────────────┬────────────┬──────┬────────────┐
│Сваи │Ширина грани│Длина │Исходная ││ │или диаметр │сваи │рабочая ││ │сваи │ │документация│├─────────────────────────────────┼────────────┼──────┼────────────┤│Цельные квадратного сплошного │ 25 │4,5-6 │Серия ││сечения с ненапрягаемой арматурой│ │ │1.011.1-10, ││ │ 30 │3-12 │вып. 1 ││ │ │ │ ││ │ 35 │8-12 │ │├─────────────────────────────────┼────────────┼──────┼────────────┤│То же, с поперечным армированием │То же │То же │ГОСТ ││ствола с напрягаемой арматурой │ │ │19804.2-79 │├─────────────────────────────────┼────────────┼──────┼────────────┤│Составные квадратного сплошного │ 30 │14-20 │Серия ││сечения с поперечным армированием│ │ │1.011.1-10, ││ │ 35 │14-24 │вып. 8 ││ │ │ │ ││ │ 40 │13-20 │ │├─────────────────────────────────┼────────────┼──────┼────────────┤│Цельные полые круглые │40, 50, 60, │4-12 │ГОСТ ││ │80 │ │19804.5-83 │├─────────────────────────────────┼────────────┼──────┼────────────┤│Составные полые круглые │ 40 │14-26 │ГОСТ ││ │ │ │19804.6-83 ││ │ 50 │14-30 │ ││ │ │ │ ││ │ 60, 80 │14-40 │ │├─────────────────────────────────┼────────────┼──────┼────────────┤│Сваи - колонны: │ │ │ │├─────────────────────────────────┼────────────┼──────┼────────────┤│квадратного сечения │ 20 │5-8 │Серия ││ │ │ │3.015-5 ││ │ 30, 35 │5-12 │ │├─────────────────────────────────┼────────────┼──────┼────────────┤│полые круглые │ 40, 50, 60 │5-12 │То же │└─────────────────────────────────┴────────────┴──────┴────────────┘
4.9. Для бурозавинчивающихся свай наружный диаметр металлических труб, используемых в качестве их стволов, составляет от 10 до 60 см, а длина, как и остальных цельных свай первого вида, не превышает 12 м. Спиральная навивка представляет собой непрерывный металлический стержень треугольного, квадратного или круглого сечения (например, арматуру) шириной (0,04-0,06) d, приваренный к металлической трубе с шагом (0,5-1,0) d, где d — наружный диаметр трубы.
4.10. Для вдавливаемых свай ширина грани железобетонных квадратных свай составляет 20, 25 и 30 см, а наружный диаметр металлических трубчатых свай изменяется в диапазоне от 15 до 32,5 см и соответствует диаметру стандартной металлической трубы. Вдавливание таких свай (особенно металлических) может осуществляться отдельными секциями, и поэтому длина их не ограничена 12 м, а зависит от грунтовых условий строительной площадки и наибольшего усилия вдавливания, развиваемого сваевдавливающей установкой.
4.11. Основными типами свай второго вида (п. 4.4) по способу их устройства, применение которых эффективно при строительстве в г. Москве, являются:
— буронабивные железобетонные сваи сплошного сечения с уширениями и без них, устраиваемые путем бурения скважин, изготовления при необходимости уширения и последующего их бетонирования;
— буроинъекционные сваи, устраиваемые в пробуренных скважинах путем нагнетания в них (инъекции) мелкозернистой бетонной смеси или цементно — песчаного раствора, либо буроинъекционные сваи РИТ, ствол которых формируется по разрядно — импульсной технологии электрическими разрядами.
4.12. Номенклатура буронабивных свай приведена в табл. 4.2. Сваи должны изготавливаться из тяжелого бетона класса не ниже В15.
4.13. Диаметр буроинъекционных свай составляет от 15 до 25 см, длина — до 40 м.
Таблица 4.2
┌──────┬─────────────────────────────────────────┬──────────┬───────┐│Тип │Способ изготовления сваи │Диаметр │Длина ││сваи │ │сваи <*>, │сваи, м││ │ │см │ │├──────┼─────────────────────────────────────────┼──────────┼───────┤│БСВ │Вращательным и ударно - канатным бурением│60/160 │8-30 ││ о │в неустойчивых грунтах с закреплением │ │ ││ │стенок скважин трубами, оставляемыми │80/180 │ ││ │в грунте │ │ │├──────┼─────────────────────────────────────────┼──────────┼───────┤│БСИ │То же, с извлечением инвентарных обсадных│88, 98, │8-50 ││ │труб │108, 118 │ │├──────┼─────────────────────────────────────────┼──────────┼───────┤│БСВ │Вращательным бурением в неустойчивых │60/160 │8-20 ││ г │грунтах с закреплением стенок скважин │ │ ││ │глинистым раствором │ │ │├──────┼─────────────────────────────────────────┼──────────┼───────┤│БСС │Вращательным бурением в устойчивых │50/120 │8-30 ││ │глинистых грунтах без закрепления стенок │ │ ││ │скважин │50/140 │ ││ │ │ │ ││ │ │50/160 │ ││ │ │ │ ││ │ │60/160 │ ││ │ │ │ ││ │ │80/180 │ ││ │ │ │ ││ │ │100, 120 │ │├──────┼─────────────────────────────────────────┼──────────┼───────┤│БСШ │Вращательным бурением в неустойчивых │30, 40, │5-30 ││ │грунтах с использованием полого шнека │50 │ │└──────┴─────────────────────────────────────────┴──────────┴───────┘
———————————
<*> Перед чертой указан диаметр ствола, за чертой — диаметр уширения.
5. Требования к инженерно — геологическим изысканиям
5.1. Инженерно — геологические изыскания для проектирования и устройства свайных фундаментов на территории г. Москвы (изыскания для свайных фундаментов) должны проводиться с учетом требований СНиП 11-02-96, СП 11-102-97, СП 11-104-97, СП 11-105-97, МГСН 2.07-01 и настоящей Инструкции.
5.2. Изыскания для свайных фундаментов проводятся в соответствии с программой, составленной организацией, имеющей лицензию на выполнение инженерных изысканий, на основании технического задания проектной организации, разрабатывающей проект фундаментов. Рекомендуемая форма технического задания приведена в приложении А.
В техническом задании предполагаемая длина свай, необходимая для назначения глубины инженерно — геологических выработок, определяется по данным о грунтах, полученных из материалов геологических фондов.
5.3. Изыскания для свайных фундаментов в общем случае включают следующий комплекс работ:
— бурение скважин с отбором образцов и описанием проходимых грунтов;
— статическое, комбинированное и динамическое зондирование грунтов;
— лабораторные исследования физико — механических свойств грунтов и подземных вод;
— прессиометрические испытания грунтов;
— испытания грунтов штампами (статическими нагрузками);
— испытания грунтов эталонными сваями;
— опытные работы, включающие исследования взаимодействия фундаментных конструкций с окружающими грунтами, влияния устройства свайных фундаментов на окружающую среду, в том числе на расположенные вблизи сооружения, и (или) испытания грунтов натурными сваями.
5.4. Обязательными видами работ независимо от геотехнических категорий объектов строительства и типов свай являются бурение скважин, статическое, комбинированное или динамическое зондирование и лабораторные исследования. При этом наиболее предпочтительными методами зондирования являются статическое или комбинированное зондирование, в процессе которого помимо показателей статического зондирования грунтов производится определение их плотности и влажности с помощью радиоактивного каротажа, что позволяет сократить объем бурения скважин и лабораторных исследований грунтов.
5.5. При геотехнической категории II указанные работы следует дополнять прессиометрическими испытаниями, а при применении забивных свай длиной до 12 м — испытаниями грунтов эталонными сваями.
При применении бурозавинчивающихся свай в состав работ следует включать опытные работы, состоящие из опытных погружений свай с целью уточнения назначенных при проектировании размеров спиральной навивки и режима погружения свай, а также испытаний грунтов натурными сваями при приложении статических нагрузок.
При применении комбинированных свайно — плитных фундаментов (КСП) в состав работ следует включать испытания грунтов штампами и сваями.
При использовании буронабивных и буроинъекционных свай опытные работы целесообразно выполнять при больших масштабах строительства, в частности, в перспективных районах массовой застройки.
5.6. При геотехнической категории III в состав изысканий независимо от типов свай следует включать опытные работы и испытания грунтов штампами.
5.7. При передаче на сваи выдергивающих или знакопеременных нагрузок необходимость проведения опытных работ должна определяться в каждом конкретном случае индивидуально. Если по проекту передаваемые на сваи горизонтальные нагрузки превышают 5% вертикальных, то должны проводиться испытания грунтов сваями на горизонтальные нагрузки.
5.8. Опытные работы и испытания грунтов штампами проводят, как правило, на опытных участках, выбираемых по результатам бурения скважин и зондирования и располагаемых в местах наиболее характерных по грунтовым условиям, в зонах наиболее загруженных фундаментов, а также в местах, где возможность погружения свай по грунтовым условиям вызывает сомнение. Испытания грунтов статическими нагрузками целесообразно проводить в основном винтовыми штампами площадью 600 кв. см в скважинах с целью уточнения для рассматриваемой строительной площадки переходных коэффициентов в рекомендуемых действующими нормативными документами, в частности, МГСН 2.07-01, формулах для расчета по данным зондирования и прессиометрических испытаний модуля деформации грунтов.
5.9. Объем изысканий для свайных фундаментов зависит от геотехнической категории объекта строительства, изученности инженерно — геологических условий площадки строительства и от сложности грунтовых условий в зависимости от однородности грунтов по условиям залегания и свойствам. При изысканиях должны быть изучены все разновидности грунтов, встречающиеся на площадке строительства в пределах исследуемой толщи, и общее количество данных для каждого инженерно — геологического элемента должно быть достаточным для их статистической обработки в соответствии с ГОСТ 20522-96.
5.10. Размещение инженерно — геологических выработок (скважин, точек зондирования, мест испытаний грунтов) должно производиться с таким расчетом, чтобы они располагались в пределах контура проектируемого здания либо не далее 5 м от него, а в случаях проектирования комбинированных фундаментных конструкций из бурозавинчивающихся или буросекущихся свай — на удалении не более 2 м от их оси.
5.11. Глубина инженерно — геологических выработок должна быть не менее чем на 5 м ниже проектируемой глубины заложения нижних концов свай при рядовом расположении свай и нагрузках на куст свай до 3 МН и на 10 м ниже — при нагрузках на куст более 3 МН при свайных полях размером до 10 x 10 м. При свайных полях размером более 10 x 10 м и применении комбинированных свайно — плитных фундаментов глубина выработок должна превышать предполагаемое заглубление свай не менее чем на ширину свайного поля или плиты.
При использовании бурозавинчивающихся и буросекущихся свай в составе комбинированных фундаментных конструкций глубина выработок должна быть не менее чем на 1 м ниже требуемой глубины заложения нижних концов свай по условию сопротивления их силам активного давления ограждаемых грунтовых напластований.
При применении буроинъекционных свай для усиления оснований зданий и сооружений глубина выработок назначается на 1 м ниже проектируемой отметки низа усиленного основания.
При наличии на строительной площадке слоев грунтов со специфическими неблагоприятными свойствами (рыхлых песков, слабых глинистых грунтов и техногенных фунтов) глубина выработок определяется с учетом необходимости их проходки на всю толщу слоя для установления глубины залегания подстилающих грунтов и определения их характеристик.
5.12. Изыскания для свайных фундаментов должны обеспечивать получение данных, необходимых для расчетов фундаментных конструкций по I и II группам предельного состояния, и, как минимум, следующих характеристик: плотность и крупность песчаных грунтов, число пластичности, влажность, показатель текучести и плотность глинистых грунтов в пределах всей изучаемой толщи грунтов; прочностные характеристики (удельное сцепление и угол внутреннего трения) грунта, залегающего непосредственно под нижними концами сваи, и угол внутреннего трения грунтов, примыкающих к боковой поверхности свай; модуль деформации грунтов, залегающих под нижними концами свай в пределах сжимаемой толщи.
При применении комбинированных фундаментных конструкций из бурозавинчивающихся или буросекущихся свай данные о прочностных и деформационных характеристиках грунтов необходимо иметь для всей изучаемой толщи грунтов.
5.13. Учитывая затруднения с отбором образцов с ненарушенной структурой в песчаных грунтах, в качестве основного метода определения их плотности и прочностных характеристик для объектов всех геотехнических категорий следует рассматривать зондирование — комбинированное, статическое и динамическое (в порядке информативности и предпочтительности).
Зондирование является основным методом определения модуля деформации как песчаных, так и глинистых грунтов для объектов геотехнической категории I и одним из методов определения модуля деформации (в сочетании с прессиометрическими и штамповыми испытаниями) для объектов геотехнических категорий II и III.
5.14. Определение характеристик грунтов по данным зондирования следует проводить в соответствии с приложением к МГСН 2.07-01.
5.15. Изучение свойств техногенных грунтов (насыпных и намывных) следует выполнять путем зондирования и лабораторными методами на образцах, отбираемых, как правило, из шурфов.
5.16. Технический отчет по результатам инженерно — геологических изысканий для проектирования свайных фундаментов должен содержать:
— схематический план здания с указанием поперечных и продольных граничных осей, расположения скважин, точек зондирования, мест испытания грунтов, опытных работ, линий профилей;
— геолого — литологическое описание строительной площадки и инженерно — геологические разрезы, привязанные к осям здания;
— сведения о нормативных и расчетных характеристиках грунтов каждого инженерно — геологического элемента активной зоны;
— сведения о максимальной глубине промерзания грунтов площадки;
— характеристику гидрогеологических условий площадки, включая данные о количестве и положении горизонтов подземных вод, источниках их питания, связи с ближайшими водоемами, направлении потоков, мест разгрузки, фильтрационных свойствах грунтов, степени агрессивности подземных вод, характере их агрессивности — природной или в результате инфильтрации в грунт производственных или сточных вод, прогноз изменения уровней подземных вод в процессе эксплуатации здания;
— материалы лабораторных, полевых исследований грунтов и опытных работ;
— рекомендации по антикоррозийной защите свай.
Все характеристики грунтов должны приводиться в отчете с учетом прогноза возможных изменений (в процессе строительства и эксплуатации здания) инженерно — геологических и гидрогеологических условий площадки.
В случаях выявления в процессе изысканий прослоев рыхлых песков, слабых глинистых грунтов и опасных геологических процессов (карстово — суффозионных и оползневых) необходимо привести данные об изменении их мощности в пределах активной зоны под проектируемым зданием или сооружением.
6. Исходные данные для проектирования свайных фундаментов
6.1. Исходные данные для проектирования свайных фундаментов должны содержать следующие проектно — изыскательские материалы:
— генеральный план площадки с нанесенными контурами и осями проектируемого сооружения, инженерно — геологическими выработками, планировочными отметками, сведениями о ближайших построенных и предполагаемых к строительству подземных сооружениях;
— общее конструктивное решение надземной части сооружения с необходимыми чертежами (планы, разрезы), абсолютной отметкой 1-го этажа или верха фундамента;
— чертежи подземной части объекта с указанием несущих конструкций, их размеров и отметок низа, размеров и глубины заложения подземных помещений, фундаментов оборудования, расположения проемов в стенах;
— данные о расчетных нагрузках на фундаменты в требуемых сочетаниях с указанием временных нагрузок и цикличности их действия, а также о расчетных нагрузках на полы и месте их приложения. Сведения о возможном изменении в период эксплуатации нагрузок на фундаменты и характере их воздействия;
— данные о предельных величинах общих и неравномерных осадок сооружения.
6.2. Исходные данные для проектирования свайных фундаментов при реконструкции кроме материалов, перечисленных в п. 6.1, должны содержать:
— архивные материалы инженерных изысканий по реконструируемому объекту, если таковые имеются;
— указание о целевом назначении реконструкции (расширение, собственно реконструкция, техническое перевооружение);
— сведения о характере реконструкции сооружения (пристройка, надстройка, перестройка, сооружение подземных помещений и т.д.);
— проект реконструкции здания;
— конструктивные и технологические особенности новых элементов сооружения и их параметры;
— данные о действующих и ожидаемых после реконструкции величинах расчетных нагрузок на фундаменты, в том числе динамических, теплотехнических и др.;
— сведения о наличии и интенсивности утечек из водонесущих коммуникаций, их состоянии, сведения о дренажных системах, химическом составе и агрессивности технологических вод;
— данные об особенностях строительства и эксплуатации объекта, которые могут вызвать изменения окружающей среды;
— сведения о сроках и характере эксплуатации объекта;
— проект производства работ по реконструкции здания в целом;
— отчет по результатам обследования реконструируемого и соседних зданий с данными об истории их строительства, эксплуатации, современном состоянии конструкций, основания и фундаментов, действующих нагрузках на фундаменты;
— данные по наблюдению за осадками оснований фундаментов, если таковые имеются.
7. Выбор видов и типоразмеров свайных фундаментов
7.1. Выбор видов свайных фундаментов целесообразно начинать с рассмотрения особенностей застройки площадок, выделяемых для строительства, и специфики объекта строительства, руководствуясь разделением площадок на группы в соответствии с п. 3.2, а также оценки инженерно — геологических условий площадки строительства, базирующейся на материалах, изложенных в разделе 5 настоящей Инструкции. При этом также учитываются тип, конструктивные особенности и этажность проектируемого здания, уровень нагрузок на основание. Например, комбинированные свайно — плитные фундаменты целесообразно рассматривать лишь применительно к многоэтажным тяжелым зданиям (не менее 12 этажей), строительство которых намечается на площадках, где с поверхности залегают грунты средней прочности, и плитный фундамент не может быть использован по результатам его расчета по деформациям.
Основная область применения бурозавинчивающихся свай — строительство и реконструкция зданий и сооружений вблизи существующей застройки, когда погружение забивных свай может вызвать недопустимые динамические воздействия на близлежащие сооружения, а устройство буронабивных свай — недопустимую разгрузку и разрыхление грунтов при проходке буровых скважин.
Буросекущиеся сваи целесообразно рассматривать в качестве комбинированных фундаментных конструкций (несущих и ограждающих) при устройстве заглубленных сооружений при освоении подземного пространства.
7.2. Далее производится оценка выбранных вариантов свай по показателям технического уровня, учитывающим степень использования прочности материалов свай и грунтов основания и расход материалов на устройство свай.
К таким показателям относятся:
- коэффициент использования прочности материала свай и грунтовоснования К , определяемый по формуле: s K = F /F <= 1, (7.1) s h1 h2 где: F , F - расчетная нагрузка на сваю соответственно по грунту h1 h2и материалу; - коэффициент использования несущей способности свай К ,определяемый по формуле: р К = N /F <= 1,2, (7.2) p p h1 где: N - фактическая нагрузка на сваю от здания; p - коэффициент унификации К , учитывающий степень использования инесущей способности свай в разнонагруженных фундаментах зданий исооружений, определяемый по формуле: К = n x SUM x K /SUM x n <= 1, 2, (7.3) и i pi i где: К - коэффициент использования несущей способности в i-м piфундаменте; n - число i-х фундаментов в здании и сооружении; i - удельный расход материалов q в расчете на единицу действующейнагрузки (осевой вдавливающей, горизонтальной).
7.3. Целесообразность применения забивных и буронабивных свай различных типоразмеров для случаев, когда определяющими будут осевые сжимающие нагрузки, можно определить по таблицам 7.1 и 7.2.
7.4. Оценка различных видов и типоразмеров свай по показателям технического уровня позволяет исключать из дальнейшего рассмотрения нерациональные варианты (для которых все показатели хуже, чем для других вариантов).
7.5. Окончательный выбор вида и типоразмеров свай осуществляется на основании технико — экономического расчета по расходам основных материалов и приведенным затратам.
Таблица 7.1
┌───┬────────┬─────┬─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐│N │Сечение │Длина│Примерные значения коэффициентов использования прочности грунтов основания и материала свай ││п/п│или │свай,├─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤│ │диаметр │м │Песчаные грунты средней плотности ││ │свай, см│ ├──────────────────────────────────┬───────────────────────────────────────────────┬──────────────────────────────────────────┤│ │ │ │Гравелистые и крупные │Средней крупности │Мелкие и пылеватые ││ │ │ │ │ │ ││ │ │ ├──────────────────────────────────┴───────────────────────────────────────────────┴──────────────────────────────────────────┤│ │ │ │Глинистые грунты с показателем текучести I ││ │ │ │ L ││ │ │ ├───────────────────────────────────────┬──────────────────────────────────────────┬──────────────────────────────────────────┤│ │ │ │0-0,1 │0,2-0,3 │0,4-0,5 │├───┼────────┼─────┼───────────┬─────────────┬─────────────┼─────────────┬─────────────┬──────────────┼──────────────┬─────────────┬─────────────┤│1 │30 x 30 │3-15 │1-0,6 <*> │0,5-0,4 <**> │<= 0,3 <***> │0,7-0,6 <*> │0,6-0,4 <**> │0,3 <***> │0,4-0,3 <*> │0,2 <**> │< 0,2 <***> │├───┼────────┼─────┼───────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┼──────────────┼──────────────┼─────────────┼─────────────┤│2 │35 x 35 │10-20│1-0,7 <*> │0,6-0,4 <**> │< 0,4 <***> │0,65-0,5 <*> │0,4-0,3 <**> │0,3 <***> │0,35-0,25 <*> │0,2 <**> │< 0,2 <***> │├───┼────────┼─────┼───────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┼──────────────┼──────────────┼─────────────┼─────────────┤│3 │40 x 40 │13-20│1-0,8 <**> │0,7-0,5 <**> │< 0,5 <***> │0,8-0,6 <*> │0,5-0,4 <**> │<= 0,4 <***> │0,4 <*> │0,3 <**> │< 0,3 <***> │├───┼────────┼─────┼───────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┼──────────────┼──────────────┼─────────────┼─────────────┤│4 │40 │4-20 │1-0,9 <*> │0,8-0,7 <**> │0,6-0,5 <**> │1-0,9 <*> │0,8-0,5 <**> │0,4-0,2 <***> │0,8-0,7 <*> │0,6-0,5 <**> │0,4-0,1 <***>│├───┼────────┼─────┼───────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┼──────────────┼──────────────┼─────────────┼─────────────┤│5 │50 │4-25 │1-0,8 <*> │0,7-0,6 <**> │0,55 <**> │1-0,9 <*> │0,8-0,5 <**> │0,4-0,3 <***> │1-0,8 <*> │0,7-0,5 <**> │0,4-0,1 <***>│├───┼────────┼─────┼───────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┼──────────────┼──────────────┼─────────────┼─────────────┤│6 │60 │4-30 │1-0,8 <*> │0,7-0,6 <**> │0,5 <**> │1-0,9 <*> │0,8-0,5 <**> │0,4-0,3 <***> │1-0,9 <*> │0,8-0,5 <**> │0,4-0,1 <***>│├───┼────────┼─────┼───────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┼──────────────┼──────────────┼─────────────┼─────────────┤│7 │80 │4-35 │1-0,7 <*> │0,7-0,6 <**> │0,5 <**> │1-0,9 <*> │0,8-0,4 <**> │0,3-0,2 <***> │1-0,9 <*> │0,8-0,5 <**> │0,4-0,1 <***>│└───┴────────┴─────┴───────────┴─────────────┴─────────────┴─────────────┴─────────────┴──────────────┴──────────────┴─────────────┴─────────────┘
———————————
<*> Рекомендуется для применения.
<**> Применение возможно при соответствующем обосновании.
<***> Применение не рекомендуется.
Таблица 7.2
┌───┬────────┬─────┬────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐│N │Диаметр │Длина│Примерные значения коэффициентов использования прочности грунтов основания и материала свай ││п/п│ствола /│свай,├────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤│ │уширения│м │Песчаные грунты средней плотности ││ │сваи, м │ ├──────────────────────────────────┬─────────────────────────────────────────────────┬───────────────────────────────────────────┤│ │ │ │Гравелистые и крупные │Средней крупности │Мелкие и пылеватые ││ │ │ │ │ │ ││ │ │ ├──────────────────────────────────┴─────────────────────────────────────────────────┴───────────────────────────────────────────┤│ │ │ │Глинистые грунты с показателем текучести I ││ │ │ │ L ││ │ │ ├──────────────────────────────────────────┬─────────────────────────────────────────┬───────────────────────────────────────────┤│ │ │ │0-0,1 │0,2-0,3 │0,4-0,5 │├───┼────────┼─────┼─────────────┬──────────────┬─────────────┼─────────────┬──────────────┬────────────┼───────────────┬──────────────┬────────────┤│1 │40 │8-10 │0,4 <*> │0,3-0,2 <***> │< 0,2 <***> │0,4 <**> │0,3-0,2 <***> │< 0,2 <***> │0,4-0,35 <***> │0,3-0,2 <***> │< 0,2 <***> │├───┼────────┼─────┼─────────────┼──────────────┼─────────────┼─────────────┼──────────────┼────────────┼───────────────┼──────────────┼────────────┤│2 │50 │ │1-0,8 <*> │0,7-0,5 <*> │0,4-0,3 <**> │0,9-0,6 <*> │0,5-0,4 <**> │< 0,4 <***> │0,8-0,5 <**> │0,5-0,4 <**> │< 0,3 <***> │├───┼────────┼─────┼─────────────┼──────────────┼─────────────┼─────────────┼──────────────┼────────────┼───────────────┼──────────────┼────────────┤│3 │60 │8-25 │1-0,6 <*> │0,5-0,3 <**> │< 0,2 <***> │0,9-0,5 <*> │0,4-0,3 <**> │< 0,3 <***> │0,9-0,5 <**> │0,4-0,3 <***> │< 0,3 <***> │├───┼────────┼─────┼─────────────┼──────────────┼─────────────┼─────────────┼──────────────┼────────────┼───────────────┼──────────────┼────────────┤│4 │60/160 │ │1-0,9 <*> │0,8-0,75 <*> │< 0,75 <*> │1-0,9 <*> │0,8-0,7 <*> │0,6 <*> │1-0,8 <*> │0,7-0,6 <**> │0,5 <**> │├───┼────────┼─────┼─────────────┼──────────────┼─────────────┼─────────────┼──────────────┼────────────┼───────────────┼──────────────┼────────────┤
Страницы документа: