СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования


СП 248.1325800.2016

     
     
СВОД ПРАВИЛ

СООРУЖЕНИЯ ПОДЗЕМНЫЕ

ПРАВИЛА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Underground structures. Design principles



Дата введения 2016-09-01

     
     
Предисловие


Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛЬ - Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений им.Н.М.Герсеванова (НИИОСП им.Н.М.Герсеванова) - институт "НИЦ "Строительство".

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)

4 УТВЕРЖДЕН приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 16 июня 2016 г. N 416/пр и введен в действие с 1 сентября 2016 г.

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ


В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет

Введение


Настоящий свод правил разработан с учетом обязательных требований, установленных в Федеральном законе от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", Федеральном законе от 29 декабря 2004 г. N 190-ФЗ "Градостроительный кодекс Российской Федерации", Федеральном законе от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений" и содержит основные геотехнические требования, которые следует соблюдать при проектировании, реконструкции, капитальном ремонте подземных сооружений различного назначения, а также заглубленных частей зданий.

Свод правил выполнен авторским коллективом НИИОСП им.Н.М.Герсеванова - институтом "НИЦ "Строительство" (д-р техн. наук В.П.Петрухин, канд. техн. наук К.В.Колыбин - руководители темы; канд. техн. наук Д.Е.Разводовский - отв. исполнитель; д-р техн. наук В.И.Шейнин; канд. техн. наук В.В.Астряб, канд. техн. наук O.К.Игнатова, канд. техн. наук А.В.Скориков, канд. техн. наук В.Г.Федоровский, канд. техн. наук О.А.Шулятьев; инженеры: В.А.Китайкин, М.М.Кузнецов, О.А.Мозгачева, Р.И.Чернов).

1 Область применения


Настоящий свод правил устанавливает основные геотехнические требования и распространяется на проектирование новых и реконструируемых подземных сооружений и заглубленных частей зданий (далее - подземные сооружения).

Настоящий свод правил не распространяется на проектирование магистральных трубопроводов, могильников для захоронения, сооружений специального назначения, а также сооружений, возводимых на многолетнемерзлых грунтах.

2 Нормативные ссылки


В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 20522-2012 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний

ГОСТ 24846-2012 Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений

ГОСТ 25100-2011 Грунты. Классификация

ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 30416-2012 Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения

ГОСТ 30672-2012 Грунты. Полевые испытания. Общие положения

ГОСТ 31937-2011 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния

СП 16.13330.2011 "СНиП II-23-81 * Стальные конструкции" (с изменением N 1)

СП 20.13330.2011 "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"

СП 22.13330.2011 "СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений"

СП 23.13330.2011 "СНиП 2.02.02-85 Основания гидротехнических сооружений"

СП 24.13330.2011 "СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты"

СП 28.13330.2012 "СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии" (с изменением N 1)

СП 35.13330.2011 "СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы"

СП 43.13330.2012 "СНиП 2.09.03-85 Сооружения промышленных предприятий"

СП 45.13330.2010 "СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты"

СП 47.13330.2012 "СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения"

СП 48.13330.2011 "СНиП 12-01-2004 Организация строительства"

СП 63.13330.2010 "СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения" (с изменениями N 1, N 2)

СП 91.13330.2012 "СНиП II-94-80 Подземные горные выработки"

СП 102.13330.2012 "СНиП 2.06.09-84 Туннели гидротехнические"

СП 103.13330.2012 "СНиП 2.06.14-85 Защита горных выработок от подземных и поверхностных вод"

СП 116.13330.2011 "СНиП 22-02-2003 Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения"

СП 120.13330.2012 "СНиП 32-02-2003 Метрополитены" (с изменением N 1)

СП 122.13330.2012 "СНиП 32-04-97 Тоннели железнодорожные и автодорожные"

СанПиН 2.1.7.1287-03 Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы

Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и сводов правил в информационной системе общего пользования - на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов.

3 Термины, определения и обозначения

3.1 В настоящем своде правил применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 барражный эффект: Эффект, возникающий вследствие полного или частичного перекрытия водоносного горизонта подземным сооружением и проявляющийся в подъеме уровней подземных вод перед преградой фильтрационному потоку и их снижении за ней.

3.1.2 верификация: Проверка, способ подтверждения каких-либо положений, расчетных алгоритмов, программ и процедур путем их сопоставления с опытными (эталонными или эмпирическими) данными, алгоритмами и результатами.

3.1.3 геотехническая категория: Категория сложности объекта строительства, определяемая в зависимости от его уровня ответственности и сложности инженерно-геологических условий площадки.

3.1.4

геотехнический мониторинг: Комплекс работ, основанный на натурных наблюдениях за поведением конструкций вновь возводимого или реконструируемого сооружения, его основания, в том числе грунтового массива, окружающего (вмещающего) сооружение, и конструкций сооружений окружающей застройки.

Геотехнический мониторинг осуществляется в период строительства и на начальном этапе эксплуатации вновь возводимых или реконструируемых объектов.

[СП 22.13330.2011, пункт 12.1]

3.1.5 геотехнический прогноз: Комплекс работ аналитического и расчетного характера, цель которых - качественная и количественная оценка поведения оснований, фундаментов и конструкций проектируемого сооружения и окружающей застройки в процессе строительства и в начальный период эксплуатации.

3.1.6 гидрогеологический прогноз: Комплекс работ расчетного характера для качественной и количественной оценки изменений гидрогеологических условий, вызванных строительством.

3.1.7 грунтовый анкер: Конструктивный элемент, воспринимающий выдергивающие усилия, передаваемые на основание конструкциями, взаимодействующими с грунтом; анкер состоит, как правило, из трех частей: оголовка, свободной части и корня.

3.1.8 жесткость: Мера податливости тела или материала деформациям.

3.1.9

зона влияния нового строительства или реконструкции: Расстояние, за пределами которого негативное воздействие на окружающую застройку пренебрежимо мало.

[СП 22.13330.2011, приложение А]

3.1.10 извлекаемый анкер: Грунтовый анкер, свободная часть которого подлежит извлечению после вывода анкера из работы.

3.1.11

инженерная цифровая модель местности; ИЦММ: Форма представления инженерно-топографического плана в цифровом векторно-топологическом виде для обработки (моделирования) на ЭВМ и автоматизированного решения инженерных задач. ИЦММ состоит из цифровой модели рельефа (ЦМР) и цифровой модели ситуации (ЦМС).

[СП 47.13330.2012, статья 3.1]

3.1.12

инженерно-геотехнические изыскания: Комплекс геотехнических работ и исследований с целью получения исходных расчетных значений для проектирования фундаментов, опор и др. на участках размещения объектов капитального строительства и индивидуального проектирования, необходимых и достаточных для построения расчетной геомеханической модели взаимодействия зданий и сооружений с основанием.

[СП 47.13330.2012, статья 3.4]

3.1.13 компенсационное нагнетание: Способ защиты существующих объектов от дополнительных деформаций при возведении рядом подземных сооружений путем предотвращения или минимизации таких деформаций за счет нагнетания в грунт твердеющих растворов через инъекторы, располагаемые между строящимся и защищаемым объектами.

3.1.14 контактная модель: Модель, учитывающая совместность деформаций конструкций сооружения с деформируемым основанием, в которой напряженно-деформированное состояние основания не рассматривается, а рассматривается только связь между напряжениями и перемещениями на контакте "сооружение-основание".

3.1.15 контактный элемент: Конечный элемент, позволяющий моделировать как наличие, так и отсутствие совместных деформаций на контакте конструкции с грунтовым основанием.

3.1.16 корень анкера: Часть грунтового анкера, обеспечивающая передачу выдергивающего усилия от сооружения на грунтовое основание вне зоны активных деформаций.

3.1.17 наблюдательный метод: Метод проектирования, предполагающий возможность корректировать проект на основании результатов геотехнического мониторинга.

3.1.18 надзор за строительством: Комплекс специальных мероприятий, проводимых заказчиком, проектировщиком и организацией, осуществляющей научно-техническое сопровождение и мониторинг, а также другими контролирующими государственными организациями по обеспечению безопасности строительства и последующей эксплуатации строящегося сооружения и окружающей застройки.

3.1.19

научно-техническое сопровождение: Комплекс работ научно-аналитического, методического, информационного, экспертно-контрольного и организационного характера, осуществляемых в процессе изысканий, проектирования и строительства в целях обеспечения надежности сооружений с учетом применения нестандартных расчетных методов, конструктивных и технологических решений.

[СП 22.13330.2011, пункт 4.14]

3.1.20

подземное сооружение или подземная часть сооружения: Сооружение или часть сооружения, расположенная ниже уровня поверхности земли (планировки).

[СП 22.13330.2011, приложение А]

3.1.21 поэтапные (постадийные) расчеты: Последовательные численные расчеты, выполняемые по деформированной схеме сооружения, учитывающие реальную стадийность и очередность возведения сооружения, влияющие на напряженно-деформированное состояние подземного сооружения и основания.

3.1.22 предписывающие мероприятия: Предписания, т.е. требования и указания нормативных документов нерасчетного характера, применяемые при проектировании для исключения достижения предельных состояний и применяемые в тех случаях, когда расчетные модели не нужны или отсутствуют; применяются преимущественно при проектировании сооружений 1-й геотехнической категории.

3.1.23 прогрессирующее разрушение (обрушение): Распространение начального локального повреждения конструктивного элемента в виде цепной реакции от элемента к элементу, приводящее в конечном итоге к обрушению всего сооружения или значительной его части.

Примечание - В расчетах на аварийные воздействия верхнего строения применяют термин "обрушение", в то время как по отношению к расчетам подземных сооружений применяют термин "разрушение".

3.1.24 проектная ситуация: Учитываемый при проектировании и расчете сооружения комплекс наиболее неблагоприятных условий, которые могут возникнуть при его возведении и эксплуатации.

3.1.25 проектный сценарий: Учитываемый при проектировании и расчете сооружения комплекс наиболее неблагоприятных последовательностей изменения взаимосвязанных проектных ситуаций, которые могут возникнуть при его возведении и эксплуатации.

3.1.26 сопоставимый опыт: Документированная либо иная четко установленная информация, относящаяся к свойствам дисперсных и скальных грунтов, аналогичных рассматриваемым в проекте, для которых следует ожидать сходного поведения конструкций, аналогичных используемым в проекте.

3.1.27 сопротивление воздействию: Способность элемента или поперечного сечения элемента сооружения выдерживать воздействия без механических повреждений.

3.1.28 характерные значения: Расчетные значения механических характеристик грунта, являющихся зависимыми от вида напряженно-деформированного состояния и уровня напряжений, полученные методом, наиболее соответствующим применяемым при проектировании моделям и методам расчета.

3.1.29 чувствительность грунта: Способность грунта изменять свои свойства при изменении напряженного состояния, климатических условий или прочих воздействиях.

3.1.30 чувствительность модели: Способность расчетной модели реагировать на определенное малое изменение или воздействие, а также количественная характеристика этой способности.

3.2 Обозначения

В настоящем своде правил применены обозначения, приведенные в 3.2.1-3.2.4.

3.2.1 Частные коэффициенты надежности

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - по сопротивлению для анкеров;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - по сопротивлению материала тяги анкера;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - по ответственности сооружений;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - по нагрузке;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - по материалу конструкций;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - по грунту;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - по грунту для эффективного сцепления;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - по грунту для недренированной прочности;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - по грунту для угла внутреннего трения (СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования);

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - по грунту для плотности;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - по грунту для сопротивления одноосному сжатию;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - коэффициент условий работы;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - для воздействия;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - по сопротивлению;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - модели для сопротивления;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - модели для результатов воздействий;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - устойчивости.

3.2.2 Характеристики грунтов

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - нормативные значения характеристик грунтов;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - расчетные значения характеристик грунтов;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - удельное сцепление грунта при эффективных напряжениях;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - удельное сцепление грунта при эффективных напряжениях для группы (ULS);

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - прочность грунта при недренированном сдвиге;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - прочность грунта при недренированном сдвиге для группы (ULS);

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - сопротивление одноосному сжатию;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - расчетное значение удельного веса грунта для группы (ULS);

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - угол внутреннего трения грунта при эффективных напряжениях;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - расчетное значение угла внутреннего трения грунта для группы (ULS);

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - плотность грунта.

3.2.3 Геометрические характеристики, воздействия и сопротивления

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - проектные значения геометрических параметров;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - предельное значение для результата воздействия;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - расчетное значение результата воздействия;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - расчетное значение нагрузки или воздействия;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - нормативное значение нагрузки или воздействия;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - расчетное значение удерживающей нагрузки;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - расчетное значение веса элемента грунта во взвешенном состоянии;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - нормативное значение постоянной удерживающей нагрузки,

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - нормативное значение длительной удерживающей нагрузки,

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - расчетное значение характеристики материала;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - нормативное значение характеристики материала;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - расчетная нагрузка на анкер;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - расчетное значение сопротивления выдергиванию анкера;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - нормативное значение сопротивления выдергиванию анкера;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - расчетное значение сопротивления воздействию;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - расчетная прочность тяги анкера на разрыв;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - нормативное значение силы сопротивления всплытию,

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - расчетное значение фильтрационной силы в элементе грунта;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - расчетное значение предельного сопротивления;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - расчетное значение дестабилизирующего направленного вверх воздействия;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - расчетное значение дестабилизирующего полного порового давления;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - коэффициент сочетаний нагрузок;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - удерживающее полное напряжение.

3.2.4 Предельные состояния

EQU - потеря устойчивости или равновесия;

EXD - аварийные предельные состояния;

GEO - разрушение основания или его чрезмерные деформации, приводящие к разрушению конструкций;

HYD - гидравлическое разрушение основания;

SLS - вторая группа предельных состояний;

STR - внутреннее разрушение сооружения или его элементов;

ULS - первая группа предельных состояний;

UPL - потеря равновесия сооружением или основанием в результате направленных вверх воздействий.

4 Общие положения

4.1 Настоящий свод правил предназначен для применения совместно с ГОСТ 27751 для решения вопросов, связанных с геотехническими требованиями к проектированию подземных сооружений, требованиями к прочности, устойчивости, пригодности к эксплуатации и долговечности их конструкций и оснований. Другие требования, например архитектурно-планировочные, термической и звуковой изоляции, пожарной безопасности, в настоящем своде правил не рассматриваются.

4.2 Настоящий свод правил обобщает требования, содержащиеся в нормативных документах в области проектирования подземных сооружений, оснований и фундаментов.

4.3 Положения настоящего свода правил основаны на требованиях к полноте и качеству исходных данных для проектирования, а также к квалификации персонала, применяющего настоящий свод правил, в соответствии с указаниями СП 22.13330.

4.4 Требования 4.3 должны быть обеспечены качественными и полными материалами изысканий, адекватным выбором конструктивных схем, способов устройства и материалов конструкций подземных сооружений, использованием соответствующих методов расчета, установлением методов контроля при изготовлении конструкций, производстве строительных работ и эксплуатации подземного сооружения, выполнением геотехнического мониторинга.

4.5 При проектировании подземных сооружений должны быть предусмотрены решения:

- обеспечивающие надежность, долговечность и экономичность на всех стадиях строительства и эксплуатации сооружений;

- не допускающие ухудшения условий эксплуатации существующих зданий, сооружений и инженерных коммуникаций (далее - окружающая застройка);

- не допускающие вредных воздействий на экологическую среду;

- допускающие перспективное применение подземного пространства города.

4.6 Подземные сооружения в городской среде следует проектировать таким образом, чтобы минимизировать негативное влияние их строительства и эксплуатации на окружающую застройку. При выборе проектных решений необходимо оценивать сопоставимый опыт строительства, в первую очередь на близлежащих площадках.

4.7 При проектировании подземных сооружений следует учитывать не только их влияние на существующие сооружения и коммуникации, но и возможное влияние окружающей застройки и городской инфраструктуры на проектируемое сооружение, а также общую градостроительную ситуацию и перспективы развития подземной инфраструктуры города.

При проектировании следует учитывать:

- вибрационные воздействия от транспорта и метрополитена;

- 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 окружающей застройки;

- перспективное использование подземного пространства на близлежащих участках.

5 Номенклатура подземных сооружений. Геотехнические категории

5.1 Номенклатура объектов по их назначению, размещаемых в подземном пространстве, на которые распространяются требования настоящего свода правил, включает в себя:

- гражданские сооружения жилого, административного назначения и сферы обслуживания, спортивные сооружения;

- сооружения промышленного назначения;

- транспортные сооружения и пешеходные переходы;

- гидротехнические сооружения;

- инженерные сооружения и сети;

- многофункциональные комплексы.

5.2 В зависимости от пространственной компоновки подземные сооружения подразделяются на линейные (протяженные объекты и их комплексы: тоннели, подземные переходы, инженерные сети и др.) и компактные (локальные отдельно стоящие объекты и их комплексы).

5.3 Подземные сооружения по способу их устройства следует классифицировать на сооружения, возводимые:

- в пониженных формах рельефа с помощью обратной засыпки;

- открытым или полузакрытым способом в котлованах и траншеях;

- закрытым способом.

5.4 Требования, предъявляемые к инженерным изысканиям, расчетам и проектированию подземных сооружений, зависят от уровня их ответственности и геотехнической категории.

5.5 Уровень ответственности подземного сооружения следует устанавливать в соответствии с [1] и ГОСТ 27751.

В том случае, если строительство или эксплуатация подземного сооружения оказывают влияние на существующее здание или сооружение более высокого уровня ответственности, для конструктивных разделов проекта уровень ответственности проектируемого подземного сооружения следует принимать соответствующим уровню ответственности объекта окружающей застройки, подверженного влиянию.

5.6 Геотехническая категория объекта строительства, в частности подземного сооружения, представляет собой категорию его сложности с точки зрения геотехнического проектирования, которая определяется в зависимости от совокупности уровня ответственности и сложности объекта в целом, а также сложности инженерно-геологических условий площадки строительства.

Категорию сложности инженерно-геологических условий строительства следует определять в соответствии с СП 47.13330.

Для назначения требований к инженерным изысканиям и геотехническим разделам проекта подземного сооружения устанавливают три геотехнические категории: 1-я (простая), 2-я (средней сложности), 3-я (сложная).

Геотехническую категорию подземного сооружения следует устанавливать в соответствии с таблицей 5.1.


Таблица 5.1

Категория сложности инженерно-геологических условий (СП 47.13330)

Геотехническая категория при уровне ответственности подземных сооружений (5.5)


КС-3
(повышенный)

КС-2
(нормальный)

КС-1
(пониженный)

I (простая)

2

2

1

II (средняя)

3

2

1

III (сложная)

3

3

2

Примечания

1 К 1-й геотехнической категории относятся небольшие и относительно простые сооружения, в частности котлованы, траншеи и выработки в грунте глубиной не более 2 м, устраиваемые выше уровня подземных вод.

2 Ко 2-й геотехнической категории относится большинство подземных сооружений в тех случаях, когда для подобных сооружений имеется сопоставимый опыт, на площадке отсутствуют неблагоприятные природные и техногенные процессы, а также специфические и структурно-неустойчивые грунты.

3 3-я геотехническая категория включает в себя: сложные подземные сооружения, для которых отсутствует сопоставимый опыт проектирования; подземные части высотных и уникальных зданий; особо опасные сооружения, находящиеся в сложных инженерно-геологических условиях; сооружения, на площадках которых развиваются неблагоприятные природные и техногенные процессы.

5.7 Геотехническую категорию подземного сооружения следует устанавливать до начала изысканий на основе анализа материалов изысканий прошлых лет и уровня ответственности сооружения. Эта категория может быть уточнена как на стадии изысканий, так и на стадии проектирования и строительства.

Для линейных подземных сооружений или сооружений комплексов (например, включающих в себя различные по сложности части или участки; с существенно разными глубиной заложения, инженерно-геологическими условиями или градостроительной ситуацией) допускается назначать различную геотехническую категорию для отдельных частей.

5.8 Для подземных сооружений 1-й геотехнической категории допускается применять проектирование по предписаниям на основании сопоставимого опыта в соответствии с указаниями 7.5.

5.9 Проекты подземных сооружений 2-й геотехнической категории следует выполнять на основании данных инженерных изысканий и выполнения расчетов. При проектировании следует учитывать сопоставимый опыт.

Для проектирования сооружений 2-й геотехнической категории, как правило, целесообразно применять результаты стандартных полевых и лабораторных методов исследований свойств грунтов, а также стандартные методы расчета, конструирования и производства работ.

5.10 Для проектирования подземных сооружений 3-й геотехнической категории следует применять правила и положения, выходящие за рамки настоящего свода правил.

При проектировании таких сооружений могут потребоваться дополнительные исследования свойств грунтов, выполняемые по специально разрабатываемым программам, нестандартные полевые исследования, испытания опытных образцов материалов и конструкций, апробация новых технологий специальных работ на опытных площадках и пр. Также могут быть применены нестандартные методы расчета, специальные модели поведения грунта. Методы выполнения геотехнического мониторинга могут быть расширены по сравнению с требованиями настоящего свода правил.

Для сооружений 3-й геотехнической категории следует предусматривать научно-техническое сопровождение проектирования и строительства в соответствии с указаниями СП 22.13330.

5.11 Для подземных сооружений 2-й и 3-й геотехнических категорий в составе проектной документации рекомендуется предусматривать разработку геотехнического обоснования проектных решений, включающего в себя результаты расчетного и/или экспериментального обоснования выбора проектного варианта в соответствии с требованиями настоящего свода правил.

6 Исходные данные для проектирования и требования к инженерным изысканиям

6.1 Проектирование подземных сооружений следует осуществлять на основании технического задания на проектирование. Разработку геотехнических и конструктивных разделов проекта осуществляют на основании следующей исходной документации:

- отчеты об инженерных изысканиях (инженерно-геодезических, инженерно-геологических, инженерно-геотехнических, инженерно-экологических);

- инженерная цифровая модель местности с отображением подземных и надземных сооружений и коммуникаций;

- отчеты о техническом обследовании эксплуатируемых зданий и сооружений окружающей застройки в зоне влияния строительства;

- проекты строящихся зданий и сооружений в зоне влияния строительства;

- результаты стационарных наблюдений и мониторинга (при строительстве на территориях с проявлениями опасных геологических и инженерно-геологических процессов);

- технические условия, разработанные всеми уполномоченными заинтересованными организациями.

6.2 Исходные данные для разработки проектов должны быть актуальными на момент выполнения проектирования. Необходимость актуализации исходных данных следует проверять до начала проектирования.

Результаты инженерных изысканий и ИЦММ допускается применять без актуализации при сроке давности их выполнения, не превышающем трех лет. Для подземных сооружений мелкого заложения рекомендуется применять цифровую модель ситуации, являющуюся составной частью ИЦММ, без ее актуализации, сроком давности не более одного года.

Результаты технического обследования зданий и сооружений допускается применять при сроке давности выполнения обследования, не превышающем трех лет для сооружений с категорией технического состояния I (нормальное или нормативное) или II (удовлетворительное или работоспособное) и не превышающем двух лет для сооружений категории III (неудовлетворительное или ограниченно-работоспособное) или IV (предаварийное или аварийное). Для актуализации ранее выполненных результатов обследований следует повторно определять категорию технического состояния сооружений.

Примечания

1 Категории технического состояния сооружений приведены в соответствии с указаниями СП 22.13330 и ГОСТ 31937.

2 Для надземных зданий и сооружений промышленного и гражданского назначения следует применять классификацию категории технического состояния по ГОСТ 31937, для прочих - согласно СП 22.13330.

6.3 Инженерные изыскания для проектирования подземных сооружений следует проводить в соответствии с СП 47.13330, ГОСТ 30416, ГОСТ 30672. Они должны удовлетворять требованиям настоящего свода правил.

Наименование грунтов и их классификационные характеристики, приводимые в отчетах об инженерно-геологических и инженерно-геотехнических изысканиях, следует принимать по ГОСТ 25100.

Техническое задание и программу инженерно-геологических и инженерно-геотехнических изысканий следует составлять с учетом СП 22.13330, СП 23.13330, СП 24.13330, СП 91.13330, СП 102.13330, СП 120.13330, СП 122.13330.

6.4 Инженерные изыскания следует планировать с учетом требований строительства и эксплуатации проектируемого подземного сооружения. Объем инженерных изысканий допускается пересматривать по мере поступления новой информации в процессе проведения изысканий.

6.5 До начала выполнения изысканий следует изучить историю применения площадки проектируемого строительства и прилегающей территории, выявить возможные формы техногенного воздействия на геологическую среду: погребенный рельеф, техногенные включения, области загрязнения, эксплуатируемые и заброшенные подземные сооружения и коммуникации и пр.

6.6 Программу инженерных изысканий следует планировать на основании технического задания, в соответствии с которым она разрабатывается.

При составлении программы и проведении изысканий необходимо учитывать геотехническую категорию объекта строительства, в зависимости от которой следует назначать объемы и методы исследований.

6.7 При планировании инженерно-геологических и инженерно-геотехнических изысканий следует учитывать в ряде случаев необходимость выполнения изысканий вне границ площадки строительства в соответствии с СП 22.13330.

6.8 К составлению технического задания и согласованию программы инженерно-геологических и инженерно-геотехнических изысканий для проектирования подземных сооружений 2-й геотехнической категории рекомендуется, а 3-й геотехнической категории - следует привлекать специалистов, ответственных за геотехнические разделы проекта.

Примечание - Выбор методов полевых и лабораторных методов исследования свойств грунтов должен во многом определяться применяемыми геотехническими моделями и методами расчета и в силу этого оставаться в компетенции проектировщика.

6.9 Для проектирования объектов 1-й геотехнической категории характеристики грунтов допустимо назначать на основании материалов изысканий прошлых лет, по таблицам СП 22.13330, результатам зондирования, а также в соответствии с имеющимся сопоставимым опытом.

6.10 Для проектирования сооружений 2-й геотехнической категории характеристики грунтов следует устанавливать на основании непосредственных испытаний грунтов в полевых и лабораторных условиях.

6.11 Для проектирования сооружений 3-й геотехнической категории дополнительно к требованиям 6.10 должны быть определены состав и свойства специфических грунтов, проведены все необходимые исследования, связанные с развитием опасных геологических и инженерно-геологических процессов. Должны быть выполнены опытно-фильтрационные работы, стационарные наблюдения и другие специальные работы и исследования в соответствии с техническим заданием и программой изысканий.

Для подземных сооружений в зависимости от их особенностей при полевых и лабораторных исследованиях физико-механических свойств грунтов и скальных массивов по специальному заданию целесообразно определять дополнительные специфические характеристики, необходимые для расчетов оснований сооружений и их конструкций, и комплексно применять геофизические и другие методы.

6.12 Для определения и выбора расчетных значений механических характеристик свойств грунтов для сооружений 2-й и 3-й геотехнических категорий при изысканиях следует предусматривать сочетание полевых и лабораторных методов определения, а также различных лабораторных методов.

Статистическую обработку результатов определений следует выполнять в соответствии с ГОСТ 20522 раздельно для каждого метода испытаний. В отчете об изысканиях должно быть обязательно указано, каким способом получены те или иные значения.

Примечание - Следует учитывать, что различные методы испытаний позволяют получить различные значения механических характеристик грунта в зависимости от вида напряженно-деформированного состояния и уровня напряжений. В связи с этим окончательный выбор значений характеристик грунта должен осуществлять проектировщик в зависимости от применяемых моделей и методов расчета.

6.13 При наличии сопоставимого опыта изысканий для сооружений 1-й и 2-й геотехнических категорий допускается применять региональные рекомендации и таблицы характеристик грунтов, типичных для данного региона.

Примечание - В качестве примера региональных рекомендаций и таблиц, отражающих местные грунтовые условия, см. стандарт организации [2].

6.14 В процессе изысканий для глинистых грунтов должны быть получены значения прочностных характеристик, соответствующих как дренированному, так и недренированному характеру их разрушения, если иное не указано в техническом задании.

Примечание - Характеристики дренированной (СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования, СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования) и недренированной прочности (СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования) грунта применяют при анализе долговременных и кратковременных расчетных ситуаций соответственно.

6.15 Для трещиноватых скальных и полускальных грунтов в процессе изысканий должны быть получены количественные и качественные характеристики физико-механических свойств, характеризующие как основной материал грунта массива (образец), так и массив в целом. Определяемые характеристики следует устанавливать в программе изысканий в соответствии с СП 47.13330, ГОСТ 25100, СП 22.13330, СП 23.13330, СП 120.13330.

Примечание - При оценке качества и свойств скальных и полускальных грунтов необходимо проводить различие между поведением грунта при испытаниях ненарушенных образцов и поведением значительно больших по размерам скальных массивов, которые включают в себя структурные разрывы сплошности, напластования, трещины, зоны сдвигов и пустоты выщелачивания и в силу этого могут характеризоваться значительно более низкими интегральными механическими свойствами.

6.16 При определении свойств грунтов следует учитывать их чувствительность по отношению к различным факторам: изменениям климатических условий или напряженного состояния, замачиванию, химическим воздействиям и пр.

7 Основные принципы проектирования

7.1 Общие указания

7.1.1 Проектные решения должны удовлетворять требованиям 4.5. Требования к долговечности подземных сооружений должны соответствовать ГОСТ 27751 и быть зафиксированы в техническом задании на проектирование.

7.1.2 При проектировании сооружений должны быть рассмотрены все проектные ситуации и их сценарии как для стадии строительства сооружения, так и для стадии его эксплуатации. Необходимо рассматривать как кратковременные проектные ситуации и их сценарии, так и долговременные.

Примечания

1 Проектные сценарии следует рассматривать, например, при выполнении всех видов поэтапных (постадийных) расчетов.

2 В геотехническом проектировании различие между кратковременной проектной ситуацией и длительной заключается преимущественно в наличии или отсутствии избыточного порового давления в грунте.

7.1.3 Для каждой проектной ситуации и их сценария следует проверить, что невозможно достижение ни одного из предельных состояний в соответствии с ГОСТ 27751, СП 22.13330 и настоящим сводом правил.

7.1.4 Следует проверять предельные состояния, которые могут возникать в грунтовом основании или подземном сооружении, или одновременно в обоих при их взаимодействии.

7.1.5 Предельные состояния следует проверять на основании:

- применения расчетов в соответствии с 7.4 и разделом 8;

- назначения предписывающих мероприятий в соответствии с 7.5;

- применения экспериментальных моделей и натурных испытаний в соответствии с 7.6;

- применения наблюдательного метода в соответствии с 7.7.

Примечание - Результаты проверки предельных состояний по возможности следует сравнивать с сопоставимыми опытными данными.

7.1.6 Минимальные требования к объему и содержанию контрольных проверок и расчетов устанавливают в зависимости от геотехнической категории объекта строительства в соответствии с 5.8-5.10.

7.1.7 Для обеспечения требований по долговечности подземного сооружения в проекте следует оценить влияние условий окружающей среды на долговечность материалов и предусмотреть защиту или подбор материалов с соответствующими свойствами.

При оценке долговечности материалов, применяемых в подземных конструкциях, следует учесть возможность наличия агрессивных веществ в подземных водах и грунте, электрохимической коррозии, влияния грибков и аэробных бактерий в присутствии кислорода, влияния температурных воздействий и пр.

Обеспечение требований по долговечности следует выполнять в соответствии с указаниями СП 28.13330.

7.2 Предельные состояния

7.2.1 При проектировании подземных сооружений следует проверять две группы предельных состояний:

- первая группа предельных состояний (ULS) - состояния строительных объектов, достижение которых ведет к потере несущей способности строительных конструкций или основания, к невозможности эксплуатации сооружения;

- вторая группа предельных состояний (SLS) - состояния, при достижении которых нарушается нормальная эксплуатация сооружений, исчерпывается ресурс долговечности конструкций, нарушаются условия комфортности.

7.2.2 Для подземных сооружений к первой группе предельных состояний (ULS) следует относить:

- потерю устойчивости (равновесия) сооружением и основанием, которые рассматриваются как жесткое тело, при недостаточном сопротивлении конструктивных материалов и грунтов основания для обеспечения равновесия (EQU);

- внутреннее разрушение сооружения или его конструктивных элементов, т.е. ситуации, в которых прочность конструктивных элементов важна для обеспечения сопротивления (STR);

- разрушение или чрезмерные деформации основания, т.е. ситуации, в которых прочность грунта важна для обеспечения сопротивления (GEO);

- потерю равновесия сооружением или основанием из-за увеличения давления воды (взвешивания) или иными направленными вверх воздействиями (UPL);

- гидравлический подъем в основании, внутреннюю суффозию и прочие явления, связанные с наличием гидравлических градиентов (HYD).

К первой группе предельных состояний относятся также аварийные предельные состояния - специфические предельные состояния, отнесенные ГОСТ 27751 к особым предельным состояниям.

Аварийные предельные состояния - состояния, возникающие при аварийных воздействиях и ситуациях, имеющих малую вероятность появления и форс-мажорный характер, достижение которых приводит к разрушению с катастрофическим последствиями (EXD).

Примечание - Примеры аварийных предельных состояний: выход из строя конструктивного элемента подземного сооружения в результате взрыва, пожара, террористического акта; аварийный прорыв напорной водонесущей коммуникации и пр.

7.2.3 Для подземных сооружений ко второй группе предельных состояний (SLS) следует относить:

- достижение предельных деформаций конструкций подземного сооружения или основания, устанавливаемых исходя из конструктивных, технологических или эстетико-психологических требований;

- образование трещин, не нарушающих нормальную эксплуатацию объекта, или достижение предельной ширины раскрытия трещин;

- достижение предельных деформаций окружающей застройки, расположенной в зоне влияния;

- недопустимые уровни вибрационных воздействий;

- недопустимое влияние на гидрогеологические и экологические условия;

- прочие явления, при которых возникает необходимость ограничения во времени эксплуатации подземного сооружения (например, коррозионные повреждения).

7.2.4 Предельные состояния, требующие проверки при проектировании оснований и различных конструкций подземных сооружений, приведены в разделах 11-16.

7.3 Коэффициенты надежности

7.3.1 Проектные решения должны обеспечивать невозможность наступления любого предельного состояния с требуемой степенью надежности.

7.3.2 Для обеспечения требуемой степени надежности при выполнении расчетов и проверок следует применять частные коэффициенты надежности, учитывающие возможные неблагоприятные отклонения тех или иных параметров, условий строительства и эксплуатации, а также необходимость повышения надежности для отдельных видов строительных объектов.

7.3.3 При проектировании необходимо применять следующие группы частных коэффициентов надежности:

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - по ответственности сооружений, определяемые в соответствии с ГОСТ 27751;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - по нагрузке, определяемые в соответствии с 8.2;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - по материалу конструкций, определяемые в соответствии с ГОСТ 27751;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - по грунту, определяемые в соответствии с 8.4;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - коэффициенты условий работы, устанавливаемые в соответствии со строительными нормами на проектирование различных подземных сооружений и их конструкций;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - по сопротивлению, определяемые в соответствии с 8.6.2.

Примечания

1 В ряде случаев коэффициенты условий работы могут представлять собой комбинацию с коэффициентами надежности по сопротивлению СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования.

2 В численных моделях для определения расчетного значения сопротивления воздействию СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования или расчетного значения результата воздействий СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования могут вводиться коэффициенты модели СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования и СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования соответственно, чтобы результаты проектной модели отклонялись в сторону запаса надежности (8.6.3).

7.3.4 Частные коэффициенты надежности, принадлежащие к одной группе, могут быть различными для разных характеристик, параметров или условий.

Примечание - Например значения частных коэффициентов надежности по грунту, применяемые к сдвиговой прочности грунта, различны для внутреннего трения и сцепления.

7.3.5 Правила учета частных коэффициентов надежности при проектировании с применением расчетов установлены в разделе 8.

7.4 Проектирование с применением расчетов

7.4.1 Проектирование с применением расчетов - основной способ обеспечения требований надежности подземных сооружений и может выполняться для объектов любой геотехнической категории.

7.4.2 При проектировании подземных сооружений с помощью расчетов следует выполнять расчеты для всех проектных ситуаций и их сценариев по двум группам предельных состояний.

В первую очередь следует выполнять расчеты для предельных состояний, которые определяют основные конструктивные решения и геометрические характеристики подземного сооружения или его элементов. Невозможность наступления прочих предельных состояний следует подтверждать расчетными проверками.

7.4.3 Расчет аварийных предельных состояний (СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования) следует выполнять для подземных сооружений с уровнем ответственности 1а и 1б. Для прочих подземных сооружений его требуется выполнять, если это указано в техническом задании.

7.4.4 Требования к расчетным методам и моделям приведены в разделе 8, а требования и рекомендации по расчетам оснований и конструкций подземных сооружений - в разделах 11-16.

7.5 Проектирование по предписаниям

7.5.1 В случае, когда расчетные модели отсутствуют или не требуются, возможно избежать достижения предельных состояний путем использования предписаний, которые включают в себя традиционные и, как правило, консервативные правила проектирования и контроль материалов, выполнения работ, техники безопасности и технического обслуживания.

7.5.2 Проектирование по предписаниям допускается, если есть сопоставимый опыт, который делает излишним проведение расчетов.

Примечание - Проектирование исключительно по предписаниям допускается только для подземных сооружений 1-й геотехнической категории.

7.5.3 Проектирование по предписаниям допускается в отношении обеспечения морозостойкости, защиты от химической и биологической агрессии, которые обычно невозможно достоверно учесть расчетным путем.

7.5.4 Проектирование по предписаниям допускается выполнять для исключения предельных состояний при аварийных воздействиях, возникновение которых невозможно или сложно исключить расчетным путем. При этом предписания должны содержать указания организационного характера, позволяющие исключить из расчета рассматриваемое аварийное воздействие.

7.6 Применение экспериментальных моделей и натурных испытаний

7.6.1 В случае, когда расчетные модели отсутствуют, недостаточно достоверны или не подтверждаются местным сопоставимым опытом, при проектировании следует применять результаты экспериментальных исследований - модельных или натурных испытаний.

7.6.2 При оценке достоверности результатов экспериментальных исследований необходимо рассматривать и учитывать следующие факторы:

- различие грунтовых условий при испытаниях и на строительной площадке проектируемого объекта;

- временные эффекты, особенно в тех случаях, когда продолжительность испытаний намного меньше, чем продолжительность нагружения реальных конструкций;

- масштабные эффекты, особенно в случае применения малых моделей.

7.6.3 Испытания допускается проводить на образцах или фрагментах реальных конструкций, полномасштабных или маломасштабных моделях.

7.6.4 Испытания следует проводить на основании технического задания и программы работ.

7.6.5 Подготовку и проведение испытаний следует осуществлять таким образом, чтобы условия эксперимента были подобны условиям работы проектируемого подземного сооружения или его конструкций во взаимодействии с грунтовым основанием.

Примечания

1 Условия могут считаться подобными, если соблюдаются критерии подобия.

2 При испытаниях маломасштабных моделей для задач, в которых объемные силы, такие как, удельный вес грунта или удельное сцепление, играют важную роль, для соблюдения критериев подобия рекомендуется применять центробежное моделирование.

7.6.6 Допускается применять испытания, соответствующие условиям неполного или приближенного подобия. В этом случае условия, которые не удовлетворяются в процессе проведения эксперимента, следует учитывать при сопоставлении результатов испытаний с критериями недостижения предельных состояний за счет введения коэффициентов надежности.

7.7 Наблюдательный метод

7.7.1 Если прогноз поведения подземного сооружения, выполненный на основании расчетных или экспериментальных работ, затруднен, то допускается применять наблюдательный метод, который предполагает возможность корректировать проект в процессе строительства на основании результатов геотехнического мониторинга.

7.7.2 Для применения наблюдательного метода до начала строительства необходимо:

- выполнить предварительный расчетный прогноз;

- установить контролируемые критерии и характеристики;

- установить допустимые пределы контролируемых характеристик;

- оценить возможный диапазон этих характеристик и удостовериться, что с приемлемой вероятностью реальные характеристики будут находиться в допустимых пределах;

- разработать программу контроля (мониторинга) изменения выбранных характеристик;

- убедиться, что время реакции измерительных систем мониторинга и процедуры обработки и анализа результатов занимают достаточно мало времени по отношению к ожидаемой скорости развития ситуации на площадке для принятия своевременных действий;

- разработать план мероприятий, которые следует применить в случае превышения контролируемыми характеристиками допустимых пределов.

7.7.3 Контроль и мониторинг на площадке следует выполнять строго в соответствии с программой.

Мониторинг на площадке должен однозначно устанавливать, находятся ли контролируемые характеристики в допустимых пределах. Он должен выполняться с начальной стадии строительства, с регулярностью, позволяющей предпринять необходимые действия в случае превышения допустимых пределов.

7.7.4 Результаты мониторинга следует анализировать поэтапно по мере их поступления. Намеченные мероприятия по корректировке проекта следует выполнять незамедлительно в случае превышения контролируемыми характеристиками допустимых пределов.

7.7.5 Если наблюдательные системы для проведения мониторинга не дают требуемых надежных данных в достаточном объеме, они должны быть заменены или дополнены.

7.7.6 В случае выполнения намеченных мероприятий и корректировки проекта программа мониторинга и план дальнейших мероприятий должны быть также скорректированы и дополнены на основании обратных расчетов.

7.7.7 Проектирование с применением наблюдательного метода рекомендуется выполнять при научно-техническом сопровождении высококвалифицированных специализированных организаций. Наблюдательный метод не следует применять при значительных рисках возникновения аварийных ситуаций.

8 Требования к расчетным методам и моделям

8.1 Общие указания

8.1.1 При выполнении расчетов в целях обеспечения надежности конструкций и оснований необходимо проверять, чтобы расчетные значения усилий, напряжений, деформаций, перемещений, раскрытий трещин не превышали соответствующих им предельных значений, установленных нормами проектирования.

8.1.2 Расчеты следует выполнять с применением адекватных расчетных методов и моделей, отражающих действительные условия работы подземных сооружений в их взаимодействии с основанием и соответствующих рассматриваемой проектной ситуации или сценарию.

8.1.3 Расчетные модели (расчетные схемы) должны учитывать инженерно-геологические условия, конструктивные особенности и особенности технологии возведения подземного сооружения, особенности поведения грунта и конструкций вплоть до достижения рассматриваемого предельного состояния, действующие нагрузки и воздействия, влияние на объект внешней среды, а также, при необходимости, возможные геометрические и физические несовершенства.

8.1.4 Для выполнения расчетов должны быть заданы:

- нагрузки и воздействия, а также их сочетания;

- свойства материалов конструкций;

- свойства грунтов и массивов скальных грунтов;

- геометрические данные;

- предельные значения деформаций, раскрытия трещин, вибраций и пр.;

- расчетные модели, устанавливающие связь результатов расчета с исходными данными.

8.1.5 При выборе метода расчета и расчетных моделей подземное сооружение и основание следует рассматривать в их единстве, т.е. необходимо учитывать их взаимодействие.

8.1.6 Расчетную модель системы "подземное сооружение-основание" следует выбирать с учетом наиболее существенных факторов, определяющих напряженное состояние и деформации основания и конструкций сооружения. Рекомендуется учитывать следующие факторы: пространственную работу конструкций и основания; геометрическую, физическую и конструктивную нелинейность; анизотропию, пластические и реологические свойства грунтов и материалов.

При необходимости расчетная модель может включать в себя упрощения. Упрощения, как правило, следует вводить по отношению к учету менее существенных факторов, а также факторов, обладающих значительной степенью неопределенности. Упрощения следует учитывать с помощью частных коэффициентов надежности.

Примечание - При выборе уровня сложности расчетной модели следует учитывать объем информации об инженерно-геологических условиях и свойствах грунтов. Знания инженерно-геологических условий площадки, зависящие от качества инженерных изысканий, обычно оказываются более важными для выполнения фундаментальных требований проектирования, чем сложность расчетных моделей.

8.1.7 Расчетная модель может быть:

- аналитической;

- полуэмпирической;

- численной.

Численные модели, преимущественно применяемые для расчета подземных сооружений, подразделяются на контактные модели и модели сплошной среды.

Контактные модели учитывают взаимодействие конструкций сооружения с основанием на контакте "сооружение-грунт", однако напряженно-деформированное состояние массива грунта не рассматривается.

В моделях сплошной среды рассматриваются подземное сооружение и окружающий массив грунта в пределах расчетной области и анализируется их совместное напряженно-деформированное состояние.

8.2 Нагрузки и воздействия

8.2.1 Нагрузки и воздействия, учитываемые при проектировании подземных сооружений, следует устанавливать расчетом, как правило, на базе рассмотрения совместной работы сооружения и основания с учетом возможного их изменения на различных стадиях возведения и эксплуатации сооружения.

Нагрузки и воздействия на основание, подземное сооружение или его отдельные конструктивные элементы, коэффициенты надежности по нагрузке, а также возможные сочетания нагрузок и коэффициенты сочетаний следует принимать согласно требованиям СП 20.13330, СП 22.13330, СП 23.13330, СП 35.13330, СП 91.13330, СП 102.13330, СП 120.13330, СП 122.13330 и настоящего свода правил.

8.2.2 При определении нагрузок и воздействий на основание и подземные сооружения к постоянным нагрузкам относят:

- вес конструкций сооружения;

- вес грунта засыпки;

- вес зданий и сооружений, находящихся в зоне их воздействия на подземное сооружение;

- давление грунта и напряжения в основании в долговременных ситуациях;

- давление подземных вод и фильтрационные силы при установившемся режиме;

- усилия предварительного напряжения в постоянных конструкциях и пр.

К временным длительным нагрузкам и воздействиям относят:

- вес стационарного оборудования;

- давление грунта и напряжения в основании в кратковременных ситуациях;

- снятие нагрузки при выемке грунта;

- давление подземных вод и фильтрационные силы при неустановившемся режиме, избыточное поровое давление;

- давление воды внутри подземного сооружения;

- вибрационные воздействия от оборудования и транспорта;

- нагрузки от складируемых на поверхности грунта материалов;

- температурные воздействия в период эксплуатации, включая температурные воздействия от транспортируемых жидкостей и газов;

- усилия во временных анкерах и распорных конструкциях;

- нагрузки, обусловленные изменением влажности, усадкой и ползучестью материалов;

- силы морозного пучения грунта;

- деформации основания, вызванные подработкой или устройством котлованов;

- деформации основания, вызванные ухудшением свойств грунта и не сопровождающиеся коренным изменением структуры грунта;

- отрицательное трение и пр.

К кратковременным нагрузкам и воздействиям относят:

- транспортные нагрузки в пределах подземного сооружения;

- давление грунта, вызванное транспортными нагрузками на земной поверхности;

- нагрузки и воздействия в процессе сооружения тоннеля: давление щитовых домкратов, усилия от веса и воздействия проходческого и другого строительного оборудования;

- давление пульсации потока и гидравлического удара в водонесущих сооружениях;

- давление растворов при цементации;

- температурно-климатические воздействия в период строительства и пр.

К особым нагрузкам и воздействиям относят:

- воздействия, обусловленные опасными инженерно-геологическими процессами;

- воздействия, обусловленные деформациями основания и сопровождающиеся коренным изменением структуры грунта, например при просадках и набухании грунтов;

- взрывные воздействия;

- аварийные нагрузки и воздействия.

Примечание - В зависимости от рассматриваемого предельного состояния, а также проектной ситуации (долговременной или кратковременной) некоторые временные длительные нагрузки могут быть отнесены к кратковременным и наоборот.

8.2.3 Расчетные значения нагрузок и воздействий СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования следует определять в зависимости от их нормативных значений по формуле

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования, (8.1)


где СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - частный коэффициент надежности по нагрузке;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - коэффициент сочетаний нагрузок, определяемый в соответствии с ГОСТ 27751, СП 20.13330 и СП 23.13330;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - нормативное значение данной нагрузки или воздействия.

8.2.4 Следует учитывать, что одни и те же нагрузки и воздействия могут оказывать, как неблагоприятное, так и благоприятное влияние при анализе некоторых предельных состояний. В случаях, когда нагрузки и воздействия оказывают благоприятное влияние, коэффициент надежности по нагрузке следует принимать меньшим единицы.

Примечание - Примером может служить собственный вес сооружения при его расчете на всплытие (UPL).

8.2.5 При назначении коэффициентов сочетаний нагрузок следует учитывать возможность совместимости тех или иных воздействий, в особенности для кратковременных проектных ситуаций в строительный период.

8.2.6 Длительность воздействий на основание следует рассматривать с учетом изменений свойств грунтов и порового давления во времени, особенно для глинистых грунтов, склонных к длительным деформациям.

8.2.7 Вибрационные и циклические воздействия на основание следует рассматривать с учетом возможности длительных деформаций, разжижения, изменения прочностных и деформационных характеристик грунтов.

8.2.8 Минимальные значения частных коэффициентов надежности СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования для основных нагрузок и воздействий, учитываемых при расчете подземных сооружений по первой группе предельных состояний, приведены в соответствии с требованиями действующих сводов правил в приложении Д.

В особых сочетаниях коэффициенты надежности СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования для постоянных и длительных нагрузок следует принимать равными единице, а кратковременные нагрузки допускается не учитывать, если в нормах проектирования отдельных видов подземных сооружений не оговаривается иное.

В расчетах по второй группе предельных состояний коэффициенты надежности СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования следует принимать равными единице.

8.3 Характеристики конструкционных материалов

8.3.1 Нормативные и расчетные значения характеристик материалов конструкций определяют в соответствии с требованиями ГОСТ 27751 и положениями сводов правил по проектированию конструкций.

8.3.2 В расчетах подземных сооружений следует применять расчетные значения характеристик конструкционных материалов СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования, получаемые делением нормативного значения соответствующей характеристики СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования на коэффициент надежности по материалу СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования.

8.4 Характеристики грунтов

8.4.1 В качестве основных параметров механических свойств грунтов следует устанавливать нормативные и расчетные значения прочностных, деформационных и других физико-механических характеристик, определяемых на основании данных инженерных изысканий участка строительства с учетом сопоставимого опыта.

8.4.2 Нормативные значения характеристик грунта или параметров, определяющих взаимодействие подземного сооружения с грунтом, следует принимать равными их математическим ожиданиям, полученным на основании обработки результатов испытаний, если не оговорены иные условия, определяющие их значения.

8.4.3 Возможные отклонения в неблагоприятную сторону прочностных и других характеристик грунтов от их нормативных значений следует учитывать с помощью частных коэффициентов надежности по грунту СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования. Значения этих коэффициентов могут быть различными для различных характеристик и предельных состояний.

Как правило, в расчетах применяют следующие частные коэффициенты надежности по грунту, значения которых отличны от 1,0:

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - для эффективного сцепления СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - для недренированной прочности СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - для угла внутреннего трения, используется: СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - для плотности грунта СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - для сопротивления одноосному сжатию СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования.

Примечание - Помимо указанных, допускается применять частные коэффициенты надежности и для других характеристик, определяющих прочность, деформируемость и сопротивление грунта.

8.4.4 Расчетные значения характеристик грунтов СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования следует определять по формуле

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования, (8.2)


где СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - нормативное значение данной характеристики.

Коэффициент надежности по грунту СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования устанавливают в зависимости от изменчивости характеристик, числа определений и требуемой доверительной вероятности.

8.4.5 Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов следует устанавливать в соответствии с ГОСТ 20522, СП 22.13330 и СП 23.13330.

Примечания

1 Снижение расчетных значений характеристик грунтов по отношению к их нормативным значениям может как повышать, так и понижать надежность. Например, вес грунта (плотность) является благоприятным фактором при расчете на всплытие подземного сооружения или несущей способности фундамента и неблагоприятным при определении активного давления грунта. В ряде случаев расчетные значения характеристик грунта должны быть определены с двусторонней доверительной вероятностью, а в качестве расчетных приняты значения, повышающие надежность проектного решения.

2 При проверке ряда предельных состояний EQU и GEO вес грунта является как воздействием, так и удерживающим фактором, в силу этого неочевидно, какое расчетное значение плотности фунта должно быть принято в запас надежности. Особенно это характерно для численных моделей. В таких случаях следует для плотности грунта СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования принимать СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования1,0, для веса грунта СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования1,0 и, при необходимости, применять коэффициенты надежности модели СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования и СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования.

8.4.6 При выполнении расчетов следует учитывать, что механические характеристики грунта (определяющие прочность и деформируемость) являются зависимыми от вида напряженно-деформированного состояния, уровня напряжений, скорости нагружения и других факторов, а следовательно, и от способа испытаний.

В расчетах следует применять характерные расчетные значения механических характеристик грунтов и скальных массивов, полученные в полевых или лабораторных условиях методом, наиболее соответствующим применяемой расчетной модели.

Примечание - Характерные расчетные значения механических характеристик грунтов допускается корректировать на основании сопоставимого опыта.

8.5 Геометрические параметры

8.5.1 В качестве геометрических параметров следует рассматривать отметки и уклоны поверхности грунта, уровней подземных вод, слоев грунта, котлованов и выемок в грунте, размеры сооружений и их положение, расположение конструкций и их размеры.

8.5.2 Как правило, частные коэффициенты надежности по нагрузкам и по материалам учитывают возможные малые вариации геометрических параметров. В этих случаях дополнительный запас надежности геометрических параметров не требуется.

8.5.3 Если вариации геометрических параметров существенно влияют на надежность сооружения, то проектные значения геометрических параметров СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования оценивают непосредственно или в соответствии со следующим уравнением

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования, (8.3)


где значения СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования определяют на основании разделов 11-14.

Примечание - Необходимость учета вариаций геометрических параметров может быть связана, например, с возможностью избыточной экскавации в котловане, существенными эксцентриситетами при выполнении скрытых работ и пр.

8.6 Расчет по первой группе предельных состояний

8.6.1 Расчет по первой группе предельных состояний (ULS) должен заключаться в проверке того, чтобы ни одно из предельных состояний, указанных в 7.2.2, не было достигнуто при всех проектных ситуациях и их сценариях.

В общем случае невозможность наступления предельных состояний первой группы для конструкции, взаимодействующей с основанием, следует проверять с помощью неравенства

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования, (8.4)


а для элемента такой конструкции - с помощью

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования, (8.4a)


где СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - расчетное значение результата воздействия;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - расчетное значение сопротивления воздействию;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования, СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования, СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования, СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования, СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - частные коэффициенты надежности по ответственности, нагрузке, материалу, грунту, условий работы в соответствии с 7.3.3;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования, СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования, СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - нормативные значения воздействий, характеристик материалов и грунтов в соответствии с 8.2-8.4;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - коэффициенты сочетания нагрузок;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - проектные значения геометрических параметров (8.5).

Примечание - Формулы (8.4) и (8.4а) включают в себя отношение СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования в расчет не только сопротивлений, но и воздействий, поскольку свойства грунтов могут в некоторых случаях влиять на значения геотехнических воздействий.

8.6.2 Статическое равновесие (EQU) подземного сооружения, рассматриваемого как жесткое тело, следует проверять для исключения возможности превращения в механизм сооружения в целом или какой-либо из его частей. В этом случае можно считать, что результаты воздействий не зависят от характеристик материалов и грунтов, а предельные значения сопротивлений не зависят от воздействий и геометрических параметров:

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования. (8.5)


Для жесткого тела или его фрагмента допускается рассматривать соблюдение условий равновесия:

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования, (8.6)


где СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - расчетное значение равнодействующей результата дестабилизирующих (сдвигающих, опрокидывающих и др.) воздействий;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - расчетное значение равнодействующей результата стабилизирующих (удерживающих) воздействий;

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - расчетное значение равнодействующей предельных сопротивлений.

Примечания

1 Проверка EQU, как правило, является второстепенной при проектировании подземных сооружений. Ее следует применять, например, для проверки возможности сдвига или поворота одной части сооружения относительно другой.

2 Не следует смешивать данную проверку равновесия с расчетом общей устойчивости и несущей способности основания или расчетом сооружения на всплытие.

8.6.3 Расчеты конструкций подземного сооружения и основания по предельным состояниям STR и GEO должны заключаться в проверке невозможности разрушения конструктивных элементов сооружения, разрушения основания или развития его чрезмерных деформаций, приводящих к разрушению конструкций. Эту проверку следует выполнять в соответствии с неравенствами (8.4) и (8.4а).

В практике проектирования допускается применять несколько подходов, различающихся применением в неравенствах (8.4) и (8.4а) специфичных наборов частных коэффициентов надежности, в зависимости от рассматриваемых проектных ситуаций и применяемых расчетных моделей.

Для проектных ситуаций, в которых результаты воздействий не зависят или незначительно зависят от характеристик грунтов, допускается в расчетах рассматривать:

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования или (8.7)


СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования, или (8.7a)


СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования, (8.7б)


где СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - частный коэффициент надежности для воздействия,

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - частный коэффициент модели для результатов воздействий, учитывающий неопределенность при их моделировании.

Для разных проектных ситуаций, расчетные значения сопротивления воздействиям могут как зависеть, так и не зависеть, от характеристик грунтов. В расчетах допускается рассматривать:

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования или (8.8)


СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования, (8.8a)


где СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - частный коэффициент надежности по сопротивлению,

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования - частный коэффициент модели для сопротивления.

Для проверки предельных состояний STR и GEO рекомендуется применять один из вариантов наборов частных коэффициентов надежности таблицы 8.1 в зависимости от рассматриваемых проектных ситуаций.


Таблица 8.1

Проектный подход

Набор коэффициентов надежности

Пример применения

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования


1

А

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования1,0

-

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования1

1,0

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования1,0

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования1,0

По ГОСТ 27751

При расчете тоннельных обделок


Б

1,0

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования1,0


1,0





2

А

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования1,0

-


СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования1,0

-

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования1,0


При расчете несущей способности и устойчивости оснований


Б

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования1,0

-


СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования1,0

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования1,0

СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования1,0

29.05.2017, 26 просмотров.

Атрибуты

Номер документа 248.1325800.2016
Вид документа СП (Свод правил)
Принявший орган Министерство строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации
Статус Действующий
Дата принятия 16.06.2016
Дата начала действия 01.12.2015
Система управления сайтом Host CMS