Система «основание-фундамент-здание». Расчетные положения при проектировании зданий и сооружений I и II уровней ответственности

5.2.1. При проектировании зданий и сооружений I и II уровней ответственности на закарстованных территориях необходимо рассчитывать систему «основание-фундамент-здание» предполагая совместную работу основания, фундамента и надземных конструкций с учетом наращивания жесткости здания в процессе его возведения.

5.2.2. При расчетах зданий и сооружений на закарстованных территориях необходимо пользоваться программными продуктами, реализующие численные методы и позволяющие моделировать трехмерное пространство.

5.2.3. В расчетной схеме должно учитываться напластование грунтов, возможные зоны ослабления карстоопасных участков, изменения свойств грунтовой среды, в процессе строительства и эксплуатации сооружения.

5.2.4. При опирании фундаментов на четвертичные грунты необходимо использовать упругопластические или вязко-упругопластические модели грунта. При опирании фундаментов на полускальные грунты и скальные породы возможно использование упругой модели грунта. Для определения параметров упругопластической или вязко-упругопластической модели грунта необходимо проведение соответствующих исследований при проведении инженерно-геологических изысканий.

5.2.5. Расчеты зданий и сооружений на закарстованных территориях необходимо выполнять как минимум в двух различных программах. В расчете должно моделироваться начальное напряженное состояние основания до начала строительства и учитываться технология возведения сооружения. Помимо этого должно быть учтено возможное образование карстовых полостей или ослабленных зон и их возможное влияние на строящееся здание или сооружение, а также существующие рядом здания и сооружения.

Основания и фундаменты

5.3.1. Основания зданий и сооружений должны проектироваться с учетом возможности возникновения деформаций карстового происхождения в соответствии с исходными данными и материалами инженерно-геологических изысканий.

5.3.2. Основанием сооружений, возводимых на закарстованных территориях, принимают толщу грунтов, глубина которой не менее глубины сжимаемой толщи, и глубины расположения форм подземного карста, которые могут проявиться на земной поверхности.

5.3.3. Расчет оснований сооружений, возводимых на закарстованных территориях, должен производиться в соответствии с требованиями СП 50-101-2004 (раздела 5) [приложение 2, п.30].

5.3.4. При карстовых деформациях в виде оседания поверхности рекомендуется применять методику расчета сооружений на подрабатываемых территориях (СП 50-101-2004 [приложение 2, п.30] подраздел 6.10) с учетом специфики карстовых деформаций, связанной с механизмом их проявления и продолжительностью.

5.3.5. Конструктивные мероприятия могут осуществляться по жесткой и податливой схемам в зависимости от вида сооружения и степени карстовой опасности.

Увеличение жесткости и прочности надфундаментной части сооружений осуществляется за счет применения железобетонных и армированных поясов, тяжей и горизонтальных монолитных диафрагм, усилением несущих элементов конструкций армированными обоймами и рубашками, введением дополнительных связей в каркасных конструкциях.

Увеличение податливости сооружений достигается устройством в подземной части швов скольжения, введением шарнирных и податливых связей между элементами конструкций, снижением жесткости несущих конструкций и др.

5.3.6. Основные конструктивные элементы противокарстовой защиты сооружений следует предусматривать в подземной части путем применения коробчатых фундаментов, плоских или ребристых плит, перекрестных ленточных фундаментов. Применение отдельно стоящих фундаментов не допускается.

Фундаменты должны выполняться из монолитного железобетона. При соответствующем обосновании допускается применение сборных ленточных фундаментов с монолитными железобетонными поясами.

5.3.7. При расчете фундаментов положение возможных карстовых провалов под сооружением принимают исходя из наиболее неблагоприятного их влияния на работу сооружения. При этом обязательным является расчетное положение провала под колоннами, пересечениями стен, углами сооружений, в середине большей и меньшей сторон.

5.3.8. Техническое решение и глубина заложения фундамента проектируемого здания или сооружения должны отвечать требованиям СП 50-101-2004 [приложение 2, п.30] и настоящих Норм. Противокарстовые элементы фундамента (пояса, ростверки, связи) либо весь фундамент (ленточный, плитный, рамный, пространственный и т. д.) должны быть рассчитаны по СНиП 2.03.01-84* [приложение 2, п.19] на особые нагрузки карстового происхождения по первой группе предельных состояний.

5.3.9. При выборе расчетных параметров основания свайных фундаментов, ослабленного карстовым провалом, рекомендуется применять общепринятую расчетную схему основания, т. е. полное исключение основания из работы в пределах расчетного диаметра провала и восстановление жесткости основания до первоначальной в пределах " ослабленной зоны" вокруг провала (по линейной зависимости).

5.3.10. В приложении 3 дана методика расчета ширины " ослабленной зоны" вокруг провала основания свайных фундаментов.

5.3.11. Жесткость и прочность фундамента в угловых и краевых участках зданий и сооружений может быть увеличена путем консольного удлинения лент и консольного увеличения размеров плит за пределы плана сооружения. Длину консоли определяют в зависимости от конструктивных решений фундаментов сооружения, а также параметров расчетного карстового провала.

Консоли рекомендуется принимать следующих размеров:

- балочные не менее 0, 7 прогнозируемого расчетного диаметра карстового провала;

- плитные не менее 0, 4 прогнозируемого расчетного диаметра карстового провала при условии, что ширина плиты больше вышеназванного диаметра в 1, 5 раза.

- Консоли рекомендуются в следующих случаях:

- для бескаркасных жилых и гражданских зданий при возможности образования карстового провала диаметром от 6 до 9 м;

- для каркасных гражданских и промышленных зданий при возможности образования карстового провала диаметром от 3 до 9 м.

Консоли допускается не предусматривать при условии обеспечения надежности фундамента конструктивными и другими инженерными мероприятиями.

5.3.12. При проектировании фундаментов каркасных и бескаркасных зданий высотой до 5 этажей допускается не учитывать жесткость наземных частей. Во всех других случаях расчет фундаментов рекомендуется производить с учетом жесткости наземных частей здания.

5.3.13. Проектирование фундаментов для условий II —IV категорий карстоопасности выполняется в следующей последовательности:

- анализ исходных данных и выбор типов фундаментов (не менее двух) для вариантного проектирования;

- расчет фундаментов (на ЭВМ) при разных вариантах возможного расположения карстового провала;

- расчет фундамента (на ЭВМ) с учетом жесткости наземных частей здания для наихудших вариантов возможного расположения карстового провала;

- разработка технических решений фундаментов;

- технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов.

5.3.14. Расчет фундаментов следует выполнять с использованием имеющегося программного обеспечения, в т. ч. с учетом рекомендаций приложения 10.

5.3.15. Фактическую нагрузку на фундамент следует определять любым методом, позволяющим получать перераспределение нагрузок на фундаменты вокруг карстового провала. В случаях, когда основанием фундаментов являются глинистые грунты от тугопластичной до полутвердой консистенции, при диаметре карстового провала до 6 м допускается пользоваться табл. 5.1, в которой приведены значения коэффициента К, учитывающего увеличение нагрузки на сваю или среднего давления под подошвой фундамента в связи с карстовым провалом. В дальнейших расчетах фактическая нагрузка на сваю N_ф или среднее давление под подошвой фундамента Р_ф должно быть принято равным:

N_ф = К • N; (5.1)

Р_ф = К • Р (5.2)

где N и Р — нагрузки, передаваемые на фундамент без учета карста.

Значения N_ф и Р_ф для любых грунтовых условий и диаметров карстового провала допускается определять прямым расчетом, используя соответствующие программы, рекомендованные в приложении 10.

Табл. 5.1

Коэффициент увеличения нагрузки на фундамент К

Тип здания	Этажность	Коэффициент К
Бескаркасные кирпичные с продольными несущими стенами	5-9	1, 3
Бескаркасные кирпичные с продольными несущими стенами	> 9	1, 2
Бескаркасные кирпичные с продольными и поперечными несущими стенами	5-9	1, 15
— " —	> 9	1, 1
Бескаркасные панельные с продольными несущими стенами	5-9	1..5
Бескаркасные панельные с продольными и поперечными несущими стенами		1, 0

 

5.3.16. Для жилых бескаркасных зданий высотой менее 5 этажей и для каркасных промышленных и гражданских зданий коэффициент К может быть определен из теории работы балок и плит на линейно-деформируемом (или упругом) основании. Методика расчета фундаментов таких зданий, включающая определение коэффициента К для широкого диапазона грунтовых условий и конструктивных решений фундаментов, заложена в программах расчета (см. приложение 10).

5.3.17. Расчет противокарстовых ленточных фундаментов следует выполнять как для балки на упругом основании, расчет плитных фундаментов - как для плиты на упругом основании с использованием имеющегося программного обеспечения (см. приложение 8). По результатам расчета выполняется армирование монолитных лент или плиты в соответствии с требованиями нормативных документов (см. приложение 2).

5.3.18. Применение висячих свай в качестве противокарстового мероприятия не допускается. Такие сваи могут применяться при наличии в верхних слоях основания насыпных, органо-минеральных или органических грунтов. При этом следует принимать плитный или ленточный ростверк, объединяющий сваи. Узел сопряжения свай с ростверком должен предусматривать возможность их выскальзывания, чтобы исключить дополнительное нагружение основания зависающими сваями, находящимися на участке образовавшегося провала под фундаментом.

5.3.19. При неглубоком залегании карстующихся грунтов допускается возводить сооружения на сваях, прорезающих эти грунты и заглубленных в ненарушенные грунты на глубину не менее 2 м.

При расчете свай необходимо учитывать дополнительные усилия, возникающие при перемещении обрушающихся грунтов надкарстовой толщи.

Планировка территорий

5.4.1. Планировочные противокарстовые мероприятия должны обеспечивать рациональное использование закарстованных территорий и оптимизацию затрат на противокарстовую защиту. Они должны учитывать перспективу развития данного района и влияние противокарстовой защиты на условия развития карста.

В состав планировочных противокарстовых мероприятий входят:

- специальная компоновка функциональных зон, трассировка магистральных улиц и сетей при разработке планировочной структуры с максимально возможным обходом карстоопасных участков и размещением на них зеленых насаждений;

- разработка инженерной защиты территорий от техногенного влияния строительства на развитие карста;

- расположение зданий и сооружений на менее опасных участках, как правило, за пределами участков I–II категорий устойчивости относительно интенсивности карстовых провалов, а также за пределами участ­ков с меньшей интенсивностью (частотой) образования провалов, но со средними их диаметрами больше 20 м (категория устойчивости А).

- архитектурно-планировочные приемы застройки (выбор этажности и плотности застройки).

5.4.2. Архитектурно-планировочные противокарстовые мероприятия на всех проектных стадиях являются обязательными и первоочередными, поскольку по сравнению с другими противокарстовыми мероприятиями сокращают возможный ущерб от карстовых деформаций при сравнительно небольших затратах.

5.4.3. Градостроительное проектирование должно быть направлено на интенсивное использование карстово-неопасных площадок, где плотность жилого фонда может быть повышена на 10-15%. Планировка застройки карстоопасных жилых районов должна выполняться с учетом категорий карстовой устойчивости территории. Плотность застройки и этажность зданий принимаются в соответствии с требованиями, изложенными в приложении 9.

5.4.4. В состав графических материалов градостроительной документации следует включить карты районирования территории по степени карстоопасности, составленные по результатам специальных инженерных изысканий, достаточных для принятия градостроительных решений.

5.4.5. Все планировочные решения застройки должны выполняться с учетом целенаправленного использования разных по категории устойчивости территорий в соответствии с классом ответственности зданий и сооружений. На площадках, имеющих III категорию карстовой устойчивости, не рекомендуется размещать объекты I класса ответственности (СНиП 2.01.07-85* [приложение 2, п.14], с. 34).

Здания и сооружения, связанные с токсическим или взрывоопасным производством, а также атомные электростанции, повреждения которых особо опасны для окружающей среды, должны быть размещены на территории IV, V категории.

5.4.6. При разработке проектов планировки необходимо соблюдать следующие требования:

- учитывать и сохранять естественный рельеф местности, принимая меры для минимального нарушения путей естественного стока поверхностных и талых вод;

- отдавать предпочтение протяженным в плане зданиям, конструкции которых обеспечивают большую пространственную жесткость;

- не допускать расположения зданий над карстовыми полостями. При проектировании застройки любого типа закарстованной территории не рекомендуется размещать здания непосредственно на месте старых карстовых форм (воронок, впадин и т.п.) и вблизи от их скоплений;;

- предусматривать комплекс мероприятий, не допускающих активизации карстово-суффозионных процессов. На всех застраиваемых карстоопасных территориях в целях предотвращения процесса активизации и стимулирования затухания карста рекомендуется предусматривать организованный отвод ливневых и сточных вод при производстве инженерной подготовки территории;

- предусматривать создание элементов карстомониторинга в соответствии с заданием городской службы.

5.4.7. При необходимости строительства зданий большей этажности следует выбирать наиболее устойчивые массивы грунта и предусматривать карстомониторинг.

5.4.8. Размещение функциональных зон застройки необходимо строго подчинять районированию территории по степени карстоопасности.

Зоны общественно-торговых центров жилых районов, групп 16-25-этажных домов, школ, детских дошкольных учреждений, экологически опасные объекты следует располагать на максимально карстобезопасной территории, но не опаснее категорий IV-B, V-Б. При отсутствии такой возможности жилые и гражданские здания, этажностью 2-15 этажей, как правило, должны располагаться на территориях, не опаснее категорий IV-Б, V-А. Если это не представляется возможным, указанные объекты следует проектировать лишь при проведении специальных изысканий и осуществлении противокарстовой защиты.

5.4.9. На территориях с I и II категориями устойчивости следует располагать зеленые насаждения общего пользования или сельхозугодья. Территории III категории устойчивости в населенных пунктах допускается использовать под застройку лишь при соответствующем технико-экономическом обосновании с применением комплекса защитных противокарстовых мероприятий. При этом преимущественно следует размещать здесь автостоянки, гаражи и другие объекты коммунально-складских зон, временные здания и сооружения и т.п.

5.4.10. Общественно-торгово-бытовые комплексы должны размещаться по возможности на наиболее устойчивых участках с благоприятными условиями для осуществления противокарстовой защиты при максимальном сокращении площади их застройки путем комбинирования.

5.4.11. Выбор планировочных приемов организации жилой застройки определяется в зависимости от степени карстоопасности территории. Предпочтение следует отдавать тем методам и видам застройки, которые позволяют эффективно вписать застройку в криволинейные очертания зон разной степени карстоопасности, создавая при этом относительную деформационную автономность зданий или их частей (блок-секционные методы, “ковровая” застройка) при минимальном использовании жилой территории.

5.4.12. Выбор систем секционной застройки должен производиться исходя из максимального использования пригодных закарстованных территорий с учетом экономичности систем по прокладке инженерных сетей.

5.4.13. При блок-секционной застройке закарстованных территорий типы блок-секций, композиционные приемы их блокировки и процентное соотношение числа блок-секций должны выбираться из условия минимума требуемой площади жилой территории группы. Сэкономленную жилую территорию следует использовать под менее ответственную коммунальную зону и зеленые насаждения общего пользования. Исходя из этого, рекомендуются к применению блокировки с наименьшими плотностными показателями:

1) для застройки повышенной этажности - использующие поворотную блок-секцию (крест) с рациональным процентным соотношением блокировок: рядовые и торцевые - 10-40%, поворотные - 60-90%;

2) для пятиэтажной застройки - угловая (под прямым углом) блокировка с соотношением секций: рядовые и торцевые - 0-30%, угловые - 70-100%. Предпочтительна блокировка из двух угловых (прямой угол) секций. Целесообразно создание групп из точечных зданий, позволяющих при условии проведения детальных изысканий в целом увеличить надежность застройки.

5.4.14. При выборе композиционных приемов блок-секционной застройки на закарстованных участках при идентичности площадей застройки и размеров провалов предпочтение следует отдавать тем типам блокировки, которые обеспечивают минимум площади поражения зданий.

5.4.15. При выборе типов застройки предпочтение необходимо отдавать простым в плане, желательно прямоугольным зданиям.

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: