Основы проектирования фундаментов при разработке варианта моста

Обновлено: 17.05.2024

ХАРЬКОВСКИЙ ПРОЕКТНЫЙ И НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ (ПРОМСТРОЙНИИПРОЕКТ) ГОССТРОЯ СССР

Рекомендованы к изданию решением научно-технического совета Харьковского Промстройниипроекта Госстроя СССР.

Приведены требования к проектированию фундаментов. Даны общие указания по расчету оснований и фундаментов, а также технико-экономическая оценка вариантов реконструкции фундаментов.

Для инженерно-технических работников проектных и научно-исследовательских организаций.

Разработаны Харьковским Промстройниипроектом Госстроя СССР (кандидаты технических наук А.М. Гельфандбейн, Л.А. Гелис, Ю.Д. Кузнецов, Г.С. Лекумович, И.Я. Лучковский, Э.Ю. Малый, О.А. Петров, Н.П. Рунцо, В.Б. Тойбис, С.Л. Фомин, И.Г. Черкасский, В.Л. Чернявский, Л.А. Шелест; инженеры А.И. Гапич. С.Д. Дождева, Л.Ф. Зацаринная, Я.В. Иосилевич, Г.В. Казакова, А.В. Колесник, Е.Г. Лобасенко, В.Н. Медведский, Л.Г. Молчанов, А.В. Палей, А.Д. Саратов, И.А. Плахотникова) при участии НИИЖБа Госстроя СССР (кандидаты техн. наук М.И. Брайловский, Л.Р. Спивак), Гипромеза (инж. Е.Н. Булгаков), Ленинградского Промстройпроекта (кандидаты техн. наук. В.М. Пятецкий, А. Л. Мац), Приднепровского Промстройпроекта (инженеры Л. X. Каботянская, Е.Г. Лещавер), Гипростали (инженеры С.И. Пеняков, М.С. Бакал), Гипротракторосельхозмаша (инж. А.Я. Спивак), Сибирского Промстройпроекта (инж. О.А. Ким), Укргипромеза (инж. В.Г. Бассель), Ленинградского Гипромеза (инженеры А.А- Капленков, Ю.М. Лаевский), Донецкого Промстройниипроекта (канд. техн. наук С.Л. Хомутченко, инж. А.П. Подымов), Промстройпроекта (инж. В.А. Бунин), Укргипромаша (инж. В.А. Чумак).

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Общие положения

2. Требования к проектированию фундаментов

3. Указания по расчету оснований и фундаментов

4. Конструктивные решения

5. Технико-экономическая оценка вариантов реконструкций фундаментов

Приложение 1. Расчет осадок, кренов и переменных коэффициентов жесткости оснований реконструируемых фундаментов.

Приложение 2. Узлы сопряжения элементов сборно-монолитных облегченных фундаментов.

Приложение 3. Пример расчета реконструкции фундамента под оборудование.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Рекомендации распространяются на проектирование фундаментов под технологическое оборудование и заглубленных помещений в условиях реконструкции при нормальном температурном режиме, а также при воздействии повышенных и высоких температур.

1.2. Проект реконструкции фундаментов и заглубленных помещений должен разрабатываться на основании следующих материалов:

- строительного задания на проектирование;

- материалов инженерно-геологических изысканий;

- технических условий на проектирование.

1.3. Задание на проектирование фундаментов под оборудование в дополнение к общим данным по оборудованию, предусмотренным инструкцией о составе, порядке разработки, согласования и утверждения проектно-сметной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений и требований СНиП II-19-79 должно содержать:

- нагрузки на существующий фундамент;

- срок эксплуатации существующего фундамента;

- чертежи существующих фундаментов и примыкающего подземного хозяйства;

- сведения о ремонтах фундаментов с чертежами усиления и изменения первоначальной конструкции;

- сведения о возможном расширении и прогноз развития располагаемого в цехе производства;

- температурный режим эксплуатации существующего фундамента.

1.4. Вместе с заданием на проектирование реконструируемого сооружения, заказчик передает проектной организации заключение о результатах обследования состояния фундаментов и подземных помещений и условия производства работ, а также материалы по прогнозированию температур нагрева фундамента с учетом зон разрушения бетона, вызванного высокотемпературным воздействием.

Заключение должно содержать следующие характеристики существующего сооружения: классы и марки бетона, замасленность бетона, класс арматуры, степень коррозии арматуры, бетона и анкерных болтов, а в необходимых случаях собственные частоты колебаний фундамента и отдельных его частей.

Условия должны содержать следующие материалы:

- данные о продолжительности временной остановки производства на период выполнения строительных и монтажных работ;

- сведения о последовательности разборки и переносе действующих инженерных сетей, местах и условиях подключения временных инженерных сетей и коммуникаций;

- перечень подъемно-транспортных средств, предоставляемых подрядной строительной и монтажной организациям;

- перечень зданий, сооружений и помещений, которые могут быть использованы в период строительства;

- данные о режиме выполнения строительных и монтажных работ на действующих производствах (количество смен, сроки и продолжительность остановки работ производства);

- сведения об условиях организации доставки строительных грузов и перемещения строительных механизмов, об условиях организации комплектной доставки сложного технологического оборудования разовых (единичных) заказов;

- места складирования строительных материалов и конструкций;

- условия размещения временных инвентарных зданий на период строительства.

1.5. Материалы инженерно-геологических изысканий в дополнение к требованиям СНиП 1.02.07-87 должны содержать данные о физических, деформационных и прочностных характеристиках грунтового основания реконструируемого фундамента. При воздействии технологических температур на грунт основания необходимо дополнительно провести испытания прочностных и деформационных характеристик грунтов в диапазоне температур 20-100°С и влажности 0-30%.

1.6. Фундаменты под оборудование для условий реконструкции следует проектировать бетонными и железобетонными монолитными и сборно-монолитными, а при соответствующем обосновании - сборными. Выбор типа фундамента, класса бетона и арматуры производится в соответствии с требованиями СНиП II-19-79.

1.7. Классы вновь укладываемого бетона по прочности на сжатие и растяжение, а также марки по морозостойкости и жаростойкости должны быть не ниже классов и марок бетона существующей конструкции.

1.8. Фундаменты, предназначенные для работы в условиях воздействия повышенных температур (от 50 до 200°С), следует проектировать из обычного бетона по ГОСТ 25192-82.

Фундаменты, которые при эксплуатации подвергаются постоянному воздействию температур до 300°С (температурный режим, при котором в процессе эксплуатации колебания температуры не превышают 30% расчетной величины), допускается проектировать из обычного бетона.

Фундаменты, предназначенные для работ в условиях воздействия высоких температур (выше 200°С), должны предусматриваться из жаростойкого бетона по ГОСТ 20910-82*. Дополнительно необходимо учитывать требования к исходным материалам для приготовления жаростойких бетонов, подбору состава бетона, технологии приготовления и особенности производства работ по СНиП 3.09.01-85. Классы и марки бетона назначаются в соответствии со СНиП 2.03.04-84.

1.9. Арматура и прокатная сталь для фундаментов, работающих при воздействии повышенной и высокой температур, назначаются по СНиП 2.03.01-84 с учетом предельно допустимой температуры по СНиП 2.03.04-84.

1.10. При реконструкции фундаментов, пропитываемых в процессе эксплуатации маслами, эмульсиями и т.п., для обеспечения сцепления старого бетона с новым производят подготовку замасленного бетона, которая включает традиционную механическую обработку поверхности контакта металлическими щетками, зубилом и бучардой, а также комплексный химико-термический способ обезмасливания. Данный способ включает в себя: очистку поверхности бетона от масла с применением водных растворов поверхностно-активных веществ (ПАВ) (например, ОП-7, ОП-10); кратковременный нагрев поверхности инфракрасными излучателями со скоростью 20-30°С/мин до температуры 300°С; очистку поверхности с применением органического растворителя (например, трихлорэтан, перхлорэтилен); сушку и увлажнение чистой подои. Перед укладкой нового бетона поверхность старого смазывают кистью цементно-водной суспензией консистенции жидкой сметаны.

Вид химических веществ, режим и последовательность обработки комплексным способом выбирают в зависимости от требуемой по расчету величины прочности сцепления старого и нового бетона.

1.11. Для ускорения твердения вновь укладываемых бетонов рекомендуется использование добавок - ускорителей твердения, вводимых в бетонную смесь с водой затворения. При этом необходимо соблюдение условий «Руководства по применению химических добавок в бетоне» (М.: Стройиздат, 1981). В этих случаях, когда объем бетонирования не превышает 1 м 3 в одном месте, в качестве интенсифицирующего твердение бетона воздействия целесообразно применять «мягкие режимы» электропрогрева при температуре изотермического выдерживания не более 60 °С. Параметры электропрогрева выбирают согласно указаниям «Руководства по производству бетонных работ в зимних условиях, районах Дальнего Востока, Сибири и Крайнего Севера» (М.: Стройиздат. 1982).

2. ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ ФУНДАМЕНТОВ

2.1. Фундаменты под оборудование должны удовлетворять общим требованиям, изложенным в СНиП II-19-79, требованиям санитарных норм предельно допустимых вибраций для обслуживающего персонала, а также дополнительным требованиям, связанным со спецификой реконструкции.

2.2. Фундаменты под оборудование и заглубленные помещения в целом и их отдельные элементы должны удовлетворять условиям прочности, жесткости и устойчивости на всех этапах возведения и эксплуатации, а также не оказывать вредного влияния на соседние существующие конструкции.

2.3. Ввиду того, что строительство фундаментов при реконструкции связано со способом возведения, влияющим на прочность и устойчивость самого фундамента и примыкающих к нему существующих конструкций, в проектах должны быть приведены указания об этапах и порядке возведения. При этом в проекте должны быть оговорены конструкции, выполняемые:

- в доостановочный период;

- в период остановки производства;

- после выпуска производства.

2.4. Конструктивные решения, закладываемые в проект, должны предусматривать;

- проведение работ индустриальными методами;

- максимальную сборность применяемых конструкций;

- укрупненную сборку конструкций перед монтажом;

- снижение трудоемкости работ;

- применение стыковых соединений монтажных элементов с минимальным использованием «мокрых» процессов, препятствующих немедленному восприятию нагрузок от строительных конструкций и оборудования;

- мероприятия по ускорению процесса схватывания бетона в стыках (применение специальных добавок).

2.5. При реконструкции существующих фундаментов следует применять болты, устанавливаемые в просверленные скважины в готовых фундаментах с креплением их на виброзачеканке или эпоксидном клее.

2.6. Объем разрушаемого бетона существующего фундамента назначается в зависимости от заданной конфигурации фундамента, его прочности и технологии проведения работ.

2.7. При реконструкции фундаментов под оборудование необходимо следующее:

- поверхность старого бетона должна быть тщательно очищена от грязи и цементной пленки с промывкой водой;

- при отсутствии промасленного бетона в зоне контакта старого бетона с вновь укладываемым рекомендуется применение клеевых составов на контакте;

- при наличии промасленного бетона в зоне контакта старого бетона с вновь укладываемым проводится обработка зоны контакта в соответствии с указаниями п.1.10. настоящих Рекомендаций;

- установка поперечной арматуры в просверленные глухие отверстия в старом бетоне с последующей виброзачеканкой или закреплением ее на эпоксидном клее, при этом минимальный процент поперечного армирования принимается равным 0,15;

- при реконструкции фундаментов, подверженных динамическим нагрузкам, минимальный процент поперечного армирования принимается равным ( R_bt/ R_s) 100%, где R_bt- расчетное сопротивление бетона осевому растяжению, R_s - расчетное сопротивление арматуры растяжению.

2.8. При реконструкции фундаментов тепловых агрегатов с целью уменьшения усилий, вызванных воздействием температуры, следует предусматривать швы скольжения между старым и новым бетоном.

2.9. При проектировании свайных конструкций следует применять буронабивные, залавливаемые сваи и сваи, погружаемые в лидерные скважины.

2.10. Применение сборной железобетонной и металлической не извлекаемой опалубки, жестких металлических блоков должно быть экономически обосновано с учетом сокращения потерь действующего производства за счет сокращения срока реконструкции.

2.11. Снижение уровня колебаний реконструируемых фундаментов достигается проведением следующих конструктивных решений:

- изменение геометрической схемы фундамента путем установки распорок и диафрагм;

- увеличение размеров подошвы фундамента;

- усиление фундамента свайным ростверком;

- изменение массы элементов фундаментов в случае отстройки от резонанса;

2.12. При размещении в процессе реконструкции теплового агрегата вблизи существующих фундаментов следует при необходимости предусматривать их тепловую защиту.

3. УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ

3.1. В настоящем разделе содержатся только указания по расчету оснований, фундаментов под оборудование и заглубленных помещений. Эти указания являются дополнительными к общепринятым требованиям по расчету зданий и сооружений, фундаментов машин с динамическими нагрузками, а также по расчету элементов бетонных и железобетонных конструкций, регламентируемым соответствующими главами СНиП.

3.2. Среднее давление на основание фундамента р должно удовлетворять условию

где и -коэффициенты условий работы, равные соответственно то и mi по п.1.36. СНиП II-19-79; - расчетное сопротивление грунта с учетом зоны упрочнения основания, определяемое по формуле

где R - расчетное сопротивление грунта основания, определяемое в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83.

Величина коэффициента принимается в зависимости от отношения p/ R до реконструкции, где р - среднее давление, a R - расчетное сопротивление грунта основания и длительность эксплуатации t_ser фундамента ко времени реконструкции:

для фундаментов при отсутствии примыкающих подвалов при и , ;

для фундаментов с примыкающими подвалами при тех же условиях ;

при и . При промежуточных значениях p/ R и t_ser - принимается по интерполяции.

3.3. Определение жесткостных характеристик оснований, осадок и кренов фундаментов под оборудование на различных стадиях работ по реконструкции и в процессе эксплуатации с учетом влияния зоны упрочнения грунта в основании существующего фундамента (до его реконструкции) выполняется в соответствии с указаниями, приведенными в прил. 1.

3.4. Расчет прочности элементов реконструируемых фундаментов и заглубленных сооружений следует производить, руководствуясь требованиями СНиП 2.03.01-84; СНиП II-19-79.

При этом производится анализ расчетных схем сооружения и воздействий на него на всех стадиях его возведения и эксплуатации и выбираются наиболее опасные сочетания усилий в элементах конструкции.

3.5. При расчете прочности шва сопряжения существующего бетона с вновь укладываемым рекомендуется, чтобы величина продольного скалывающего напряжения т в шве не превышала

где R_bt - величина расчетного сопротивления растяжению менее прочного бетона из соединяемых элементов; n - коэффициент шероховатости поверхности сопряжения; равен 1 - для шероховатой поверхности сопряжения (имеющей, примерно, в равном количестве выступы и углубления не менее 10 мм, наибольший размер которых в плане не превышает 25% ширины шва сопряжения) или поверхности сопряжения со шпонками (размеры их назначают конструктивно) и 0,5 - для остальных поверхностей сопряжения; - коэффициент поперечного армирования шва стержнями, %; A_sw - площадь сечения поперечных стержней, расположенных в одной, перпендикулярной к продольной оси элемента, плоскости, пересекающей поверхность сопряжения; b - ширина стыкуемых элементов по шву сопряжения; s - шаг поперечных стержней.

Рис. 1. Расчетная схема узла сопряжения элементов рамы

3.6. При частичной разборке существующего фундамента с последующей набетонкой и расширением усилия в элементах комбинированного фундамента определяются с учетом различной жесткости основания под существующей и пристраиваемой частями фундамента.

3.7. При устройстве облегченной стенчатой или рамной пристройки к существующему массивному фундаменту внутренние усилия в элементах пристройки определяются из расчета всей системы в целом, с учетом упрочнения грунта под существующей частью фундамента.

3.8. При установке на существующий фундамент конечной жесткости облегченной стенчатой или рамной конструкции производится расчет всей системы в целом с учетом податливости основания. При установке надстройки на жесткий фундамент производится расчет надстройки на жестком основании. В обоих случаях определяются усилия на контакте и назначаются конструктивные мероприятия по заделке новых частей в существующий фундамент, обеспечивающие невозможность отрыва и сдвиговых деформаций. Проверяется прочность существующей части фундамента.

3.9. При расчете рамных фундаментов с элементами, отношение высот которых к пролету больше 0,2, принимается расчетная схема в виде системы стержней, оси которых совпадают с геометрическими осями элементов фундамента. Площади поперечных сечений А и моменты инерции / сечений определяются в соответствии с их геометрическими размерами и конфигурацией. Стержни в области сопряжения элементов рамы разбиваются на два участка: бесконечно жесткий, примыкающий к точке пересечения геометрических осей, и участок конечной жесткости (рис. 1). Расчетная длина l_cal, площадь поперечного сечения А _cal момент инерции сечения l_cal стержня конечной жесткости определяются по формулам:

где , , - коэффициенты, определяемые в зависимости от соотношений h/ hort, max и , ,по табл. 1; h, I, A - высота, момент инерции и площадь поперечного сечения стержня в свету на контакте с узлом сопряжения; , ,- максимальная и минимальная высоты поперечных сечений стержней, перпендикулярных рассматриваемому стержню на контакте с узлом сопряжения.

Расчет рамы производится с учетом продольных, изгибных и сдвиговых деформаций всех стержней, входящих в расчетную схему рамы. При этом перемещение по i-му направлению от р для плоской рамы может быть представлено зависимостью

где k - коэффициент, зависящий от формы поперечного сечения и неравномерности распределения касательных напряжений по сечению при изгибе, определяемый для стержней в свету по формуле

s - статический момент отсеченной части сечения; b - ширина сечения; N_i, M_i, Q_i - продольные усилия, изгибающие моменты и поперечные усилия в стержне от действия i-й единичной нагрузки; N_p; M_p; Q_p - то же, от действия внешней нагрузки; G - модуль сдвига.

Для участков стержней конечной жесткости в узлах сопряжения значения k_cal определяются по табл. I.

3.10. При подводках под существующие фундаменты новых частей или тоннелей расчет усилий в элементах фундамента и крепи производится с учетом совместных воздействий на эти элементы и основания. Расчет элементов крепи производится в соответствии с указаниями « Руководства по проектированию подземных горных выработок и расчету крепи» (М.: Стройиздат, 1983).

3.11. При устройстве нового фундамента в зоне расположения существующих фундаментов выполняется расчет влияния на них осадки от вновь возводимого фундамента.

Такую проверку допускается не производить в случаях, когда осадка основания на уровне подошвы существующего фундамента либо подошвы свайного ростверка у обреза существующего фундамента не превышает 20% расчетной осадки существующего фундамента.

При размещении вблизи существующих фундаментов новых источников нагрева (высокотемпературных боровов, газоходов, труб, фундаментов тепловых агрегатов и др.) следует проводить расчет оснований с учетом температурно-усадочных деформаций грунтов.

3.12. При использовании шпунтового ограждения либо других конструкций, как ограждений стенки котлована, следует определить горизонтальные, вертикальные перемещения и крены рядом стоящих существующих фундаментов. При этом крены высоких и жестких сооружений и т.п. определяются с учетом величин перемещений, происшедших в процессе эксплуатации к моменту реконструкции.

Основы проектирования фундаментов при разработке варианта моста

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И УСТРОЙСТВО ФУНДАМЕНТОВ ОПОР МОСТОВ В РАЙОНАХ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ

CODE OF PRACTICE IN PROJECTING AND BUILDING THE FOUNDATIONS OF THE PIERS OF BRIDJES IN THE AREA OF PERMAFROST GROUNDS

Дата введения 1996-04-01

1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским институтом транспортного строительства (АО "ЦНИИС")

ВНЕСЕН Корпорацией "Трансстрой"

2 СОГЛАСОВАН Федеральным дорожным департаментом Минтранса РФ (N НТО-8/151 от 14.11.94 г.) и МПС РФ (N ЦПИ от 30.11.94 г.)

3 ОДОБРЕН Минстроем России (письмо N 13-238 от 05.06.95 г.)

4 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Корпорацией "Трансстрой" (N МО-299 от 22.12.95)

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

ВНЕСЕНЫ опечатки, приведенные в настоящем издании

Опечатки внесены изготовителем базы данных

Введение

Разработанный Свод правил позволяет обеспечить современный уровень проектирования и устройства фундаментов опор мостов на вечномерзлых грунтах в традиционных и вновь осваиваемых регионах.

При разработке настоящих правил использован опыт проектирования, строительства и эксплуатации мостов, построенных на железных и автомобильных дорогах севера Западной Сибири, полуострова Ямал, на БАМе и в других регионах страны, а также результаты научно-исследовательских работ, проведенных АО "ЦНИИС", его филиалом (СибЦНИИС) и Тындинской мерзлотной станцией (ТМС).

Свод правил разработан в лаборатории оснований и фундаментов АО "ЦНИИС" (канд. техн. наук В.П.Рыбчинский - ответственный исполнитель). Приложения А.1, Б и Г разработаны лабораторией инженерного мерзлотоведения АО "ЦНИИС" (соответственно кандидаты техн. наук В.В.Пассек, Л.Н.Слоев, инж. В.И.Петров); приложения А.2 и В - лабораторией оснований и фундаментов ТМС (канд. техн. наук А.А.Опарин); приложение Д - лабораториями теории и методов расчета мостов (д-р техн. наук А.А.Потапкин) и оснований и фундаментов АО "ЦНИИС"; приложение Е - c использованием материалов СибЦНИИСа (канд. техн. наук Э.А.Аблогин); приложение Ж - с использованием материалов лаборатории земляного полотна АО "ЦНИИС"; приложение И - по материалам лаборатории долговечности бетона АО "ЦНИИС" (канд. техн. наук В.С.Гладков).

При разработке отдельных положений правил использованы предложения проектных организаций, в том числе АО "Ленгипротранс", АО "Мосгипротранс", Союздорпроекта, АО "Гипростроймост", АО "Ленметрогипротранс", Сибгипротранса.

1 Область применения

Настоящий свод правил распространяется на проектирование и устройство фундаментов опор постоянных мостов, путепроводов и эстакад на железных и автомобильных дорогах, сооружаемых в районах распространения вечномерзлых грунтов, включая север Западной Сибири и полуостров Ямал.

Положения настоящего документа обязательны для предприятий, организаций и объединений независимо от форм собственности и принадлежности, осуществляющих проектирование и строительство указанных сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов.

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы ссылки на следующие документы:

СНиП 2.01.01-82 Строительные климатология и геофизика.

СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений.

СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты.

СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах.

СНиП 2.02.07-87 Инженерные изыскания для строительства.

Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: СНиП 1.02.07-87. - Примечания изготовителя базы данных.

СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции.

СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии.

СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы.

СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты.

СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции.

СНиП 3.06.04-91 Мосты и трубы.

СНиП II-23-81* Стальные конструкции.

СНиП III-4-80* Техника безопасности в строительстве.

ГОСТ 22266-76* Цементы сульфатостойкие. Технические условия.

ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация.

ВСН 165-85 Устройство свайных фундаментов мостов (из буровых свай).

ВСН 156-88 Инженерно-геологические изыскания железнодорожных, автодорожных и городских мостовых переходов.

ВСН 203-89 Нормы и технические условия на проектирование и строительство железных дорог на полуострове Ямал.

ВСН 83-92 Технические указания по проектированию бетонов и цементно-песчаных растворов, твердеющих на морозе, при устройстве искусственных сооружений.

3 Определения

4 Общие положения

4.1 Указания настоящего свода правил предназначены для использования при проектировании и устройстве фундаментов опор мостов (путепроводов, эстакад), возводимых на вечномерзлых грунтах, используемых по принципу I и II.

4.2 В своде правил приведены только дополнительные к содержащимся в действующих нормативных документах указания в объеме, необходимом для учета характерных особенностей проектирования и сооружения на вечномерзлых грунтах безростверковых опор, свайных и мелкого заложения фундаментов с использованием типовых или апробированных на практике и рекомендованных для широкого применения проектов, а также для разработки индивидуальных конструктивно-технологических решений опор.

Общие указания, относящиеся к вопросам проектирования и устройства фундаментов опор мостов как на используемых в мерзлом или талом состоянии вечномерзлых грунтов, так и на немерзлых грунтах в части проектирования и сооружения фундаментов и надфундаментной части опор, отсыпки и укрепления конусов, укрепления русел и т.п., следует принимать в соответствии с действующими нормативными документами.

4.3 Проектирование и сооружение фундаментов опор мостов должно осуществляться с учетом требований к охране окружающей среды.

5 Проектирование фундаментов опор мостов

5.1 Основные положения

5.1.1 При выборе оптимального конструктивно-технологического решения фундаментов опор мостов, проектируемых на разных вечномерзлых грунтах, следует ориентироваться, как правило, на применение безростверковых конструкций устоев и промежуточных опор или опор с ростверком, расположенным выше поверхности грунта, а в пределах водотоков - выше или ниже уровня первой подвижки льда. Опоры с фундаментами мелкого заложения допускается применять в тех случаях, когда оттаивание мерзлых грунтов не приведет к появлению недопустимых по условиям нормальной эксплуатации мостов деформаций опор, нормированных СНиП 2.05.03-84.

5.1.2 При проектировании фундаментов опор на мерзлых грунтах, используемых по принципу I, необходимо предусматривать мероприятия, направленные на поддержание в течение всего периода эксплуатации мостового перехода расчетной отрицательной температуры основания. С этой целью следует свести до минимума нарушения мохорастительного покрова, природного режима течения поверхностных и подземных вод на переходе, а при недостаточности этих мер - предусмотреть мероприятия по искусственному поддержанию расчетных температур путем использования специальных конструктивно-технологических решений опор и применения охлаждающих устройств.

Выбор вышеуказанных мероприятий должен производиться на основании теплотехнического расчета.

5.1.3 Для сохранения естественных водных режимов на мостовом переходе, грунты основания фундаментов опор которого используются по принципу I, необходимо по возможности исключить или свести к минимуму:

- пропуск воды под один мост нескольких соседних постоянных или периодических водотоков (за исключением протоков одного водотока);

- застои воды в пересыпанных протоках;

- длительную аккумуляцию воды под мостами и на подходах;

- срезки дна водотоков без укрепления его против размыва;

- срезку русла со вскрытием сильнольдистых грунтов или подземных льдов;

- завалы грунта, приводящие к застою воды под мостом;

- погружение свай с использованием метода протаивания грунтов основания;

- применение фундаментов мелкого заложения или заглубление в грунт сооружаемых в котлованах ростверков свайных фундаментов.

5.1.4 На участках залегания большой толщи (свыше 15 м) сильнольдистых грунтов (с относительной осадкой при оттаивании более 0,03) или подземных льдов, в местах наличия криопегов, в пределах водотоков с наледями, на неустойчивых косогорах и в других сложных условиях решение о месте расположения, типе и конструкции опор безростверковых или с ростверком следует принимать индивидуально для каждого проектируемого мостового перехода исходя из особенностей природных условий и результатов технико-экономического сравнения целесообразных вариантов конструкции моста в целом и подходов к нему, а также мер по предотвращению появления недопустимых деформаций опор в течение всего периода эксплуатации дороги. При этом рекомендуется обследовать целесообразность переноса места расположения мостового перехода, увеличения глубины заложения фундаментов, обеспечения сохранности мерзлого состояния грунтов основания опор с помощью охлаждающих устройств или других мер.

ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ ИНЖЕНЕРНЫХ ИЗЫСКАНИЙ

5.1.5 Основания и фундаменты опор следует проектировать с использованием материалов инженерных изысканий, включающих результаты инженерно-геологических, мерзлотных, гидрогеологических, гидрологических и геодезических изысканий, выполненных в соответствии с требованиями СНиП 1.02.07-87 и ВСН 156-88.

5.1.6 Материалы инженерно-геокриологических изысканий должны содержать:

- данные о характере мерзлотно-грунтовых условий строительной площадки, в том числе об особенностях распространения по площади и глубине залегания вечномерзлых грунтов, их генезиса, литологическом и гранулометрическом составах, криогенном строении, особенностях напластования, температуре, толщине слоя сезонного промерзания и оттаивания, средней годовой температуре, о мерзлотных процессах (наледях, буграх пучения, термокарсте, солифлюкционно-оползневых образованиях и др.), степени засоленности грунтов, наличии включений концентрированных солевых растворов (криопегов) и их напоре;

- результаты полевых и лабораторных исследований и испытаний грунтов, отражающие литологические типы, криогенное строение, физические и механические свойства в талом и мерзлом состояниях для нескальных грунтов - плотность, влажность, льдистость, просадочность при оттаивании, угол внутреннего трения, сцепление, теплоемкость, коэффициент теплопроводности; для скальных грунтов - степень выветрелости и трещиноватости, временное сопротивление на одноосное сжатие, коэффициент размягчаемости в воде и др.;

- дополнительные данные, необходимые для прогнозирования возможных изменений геокриологических условий строительной площадки, в том числе данные о продолжительности периодов и значениях положительных и отрицательных температур воздуха, толщине снежного покрова, мохорастительном покрове, а также о характерных особенностях проектируемого мостового перехода и производства работ по возведению опор моста и т.п.;

- исходные данные и требования, необходимые для разработки мероприятий по охране окружающей среды, подлежащие включению в проект опор моста, а также в проект организации и производства строительных работ (с целью обеспечения максимальной сохранности мохорастительного покрова, минимальных нарушений естественных условий напластования грунтов и протекания водотоков).

5.1.7 Материалы гидрогеологических и гидрологических изысканий должны содержать данные: об уровнях появления и установления подземных вод; химическом составе подземных вод с целью определения основных показателей их агрессивности по отношению к бетону или стальным оболочкам фундаментов; характере гидравлической связи подземных вод с водами открытых водоемов (рек, водохранилищ или озер).

Кроме сведений о подземных водах должны быть получены: характерные данные о наземных (поверхностных) водах, включающие расчетные уровень и расход воды; рабочие уровни для каждого месяца в году; уровни высокой и низкой межени; графики среднемноголетней продолжительности стояния характерных уровней воды; сведения о датах начала и конца ледостава и ледохода, толщине льда, уровнях ледостава и ледохода, возможных заторах льда; сведения о характере и степени агрессивности воды.

В дополнение к перечисленным сведениям необходимо собрать данные о специфических особенностях водотоков, характеризующие:

- прохождение паводков поверх ледяного покрова, обычно образующегося на перекатах при промерзании водотоков до дна, а также в местах появления наледей или ледяных заторов, возникающие при таких паводках подпоры воды и связанное с ними повышение ее уровней;

Основы проектирования фундаментов при разработке варианта моста

ФУНДАМЕНТЫ ОПОР МОСТОВ В РАЙОНАХ РАСПРОСТРАНЕНИЯ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ

Правила проектирования и строительства

Foundations of bridge supports in areas of permafrost soils. Design and construction rules

Предисловие

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛЬ - ООО "Лаборатория инженерной теплофизики" (ООО "ЦЛИТ")

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)

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 подготовлен авторским коллективом АО ЦНИИС (руководитель - д-р техн. наук А.А.Цернант, канд. техн. наук В.П.Рыбчинский, канд. техн. наук И.А.Бегун), ООО "Лаборатория инженерной теплофизики" (ответственный исполнитель - д-р техн. наук В.В.Пассек, канд. техн. наук Н.А.Цуканов, канд. техн. наук В.П.Величко, канд. техн. наук Вяч.В.Пассек, канд. техн. наук В.Г.Дубинин).

1 Область применения

Настоящий свод правил распространяется на проектирование и устройство фундаментов опор постоянных мостов, путепроводов и эстакад на железных и автомобильных дорогах, сооружаемых в районах распространения многолетнемерзлых грунтов.

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 5686-2012 Грунты. Методы полевых испытаний сваями

СП 14.13330.2014 "СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах" (с изменением N 1)

СП 22.13330.2016 "СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений"

СП 25.13330.2012 "СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах" (с изменением N 1)

СП 28.13330.2017 "СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии"

СП 45.13330.2017 "СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты"

СП 47.13330.2016 "СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения"

СП 63.13330.2012 "СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения" (с изменениями N 1, N 2, N 3)

Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов 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 стандартов.

3 Термины и определения

В настоящем своде правил применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 глубина нулевых годовых амплитуд температур в грунте: Глубина, на которой температура грунта остается неизменной в течение всего годового периода независимо от сезонных колебаний температуры воздуха на поверхности.

3.2 грунт засоленный: Грунт, содержащий водорастворимые соли.

грунт мерзлый: Грунт, имеющий отрицательную или нулевую температуру, содержащий в своем составе видимые ледяные включения и (или) лед-цемент и характеризующийся криогенными структурными связями.

грунт многолетнемерзлый: Грунт, находящийся в мерзлом состоянии постоянно в течение трех и более лет.

3.5 грунт пластично-мерзлый: Грунт с большим содержанием незамерзшей воды, находящийся при температуре ниже 0°С, но выше температуры замерзания; обладает пластическими свойствами и может деформироваться под нагрузкой.

3.6 грунт сухомерзлый: Песчаный грунт с суммарной влажностью до 6%, гравийно-песчаный грунт с влажностью заполнителя до 6%.

3.7 грунт сыпучемерзлый: Крупнообломочный и песчаный грунт, имеющий отрицательную температуру, но не сцементированный льдом и не обладающий силами сцепления.

3.8 грунт твердомерзлый: Прочно смерзшийся, практически несжимаемый грунт, находящийся при температуре ниже границы замерзания.

3.9 деградация мерзлоты: Многолетний процесс постепенного повышения среднегодовой температуры многолетнемерзлого грунта, приводящий со временем к понижению верхней поверхности мерзлоты, разобщению ее от слоя сезонного промерзания и росту зоны постоянно талого грунта между ними.

мостовое сооружение (мост): Искусственное сооружение над различными препятствиями для пропуска различных видов транспорта и пешеходов, а также водотоков, селей, скота, коммуникаций различного назначения - порознь или в различных комбинациях.

мостовой переход: Комплекс сооружений, включающий мост, участки подходов в пойме реки, регуляционные и другие укрепления.

3.12 приведенная температура воздуха: Температура наружного воздуха, полученная на метеостанции и откорректированная с учетом солнечной радиации и испарения с поверхности.

3.13 растепление мерзлоты: Повышение температуры многолетнемерзлого грунтового массива.

3.14 сезоннодействующие охлаждающие установки; СОУ: Замкнутые теплообменные устройства различного типа с газообразным, жидким или парожидкостным теплоносителем, применяемые для охлаждения и замораживания грунта за счет действия естественной разности температур грунта и окружающего воздуха.

3.15 слой сезонного оттаивания: Поверхностный слой грунта, оттаивающий в летний период.

3.16 среднегодовая температура многолетнемерзлых грунтов: Температура грунта на глубине нулевых годовых амплитуд (10-15 м).

3.17 талик: Толща талых и немерзлых пород в зоне вечной мерзлоты, распространенная с поверхности или ниже слоя сезонного промерзания и существующая более одного года.

3.18 температура замерзания: Температура, при которой в грунте замерзает более 90% воды.

3.19 температура начала замерзания (оттаивания): Температура, при которой в порах грунта появляется (исчезает) лед.

3.20 температурное поле: Совокупность температур в каждой точке расчетной области грунта на рассматриваемый момент времени.

3.21 термокарст: Образование просадочных и провальных форм рельефа и подземных пустот вследствие вытаивания подземного льда или оттаивания мерзлого грунта.

3.22 температурный режим грунтов; ТР: Изменение температурных полей во времени.

3.23 уширенная площадка: Насыпь с горизонтальной поверхностью, размеры которой в плане существенно превосходят ее высоту, устраиваемая около какого-либо сооружения (опора моста, насыпь железной или автомобильной дороги) с целью понижения температуры грунтового основания основного сооружения.

4 Общие положения

4.1 Настоящий свод правил предназначен для применения при проектировании, устройстве и контроле по сооружению фундаментов опор мостов (путепроводов, эстакад), возводимых на многолетнемерзлых грунтах.

4.2 При проектировании фундаментов опор на многолетнемерзлых грунтах в зависимости от их конструктивных и технологических особенностей и мерзлотно-грунтовых условий применяется один из следующих принципов использования грунтов в качестве основания:

- принцип I - грунты основания используют в мерзлом состоянии, сохраняемом в течение всего периода эксплуатации сооружения. При этом грунты могут быть мерзлыми до строительства или замораживаемыми в процессе строительства;

- принцип II - грунты основания используют в талом или оттаивающем состоянии.

Рекомендуется применять принцип I. Применение принципа II связано с более значительными неопределенностями с нарушением равновесия среды, в частности, с протаиванием смежных массивов, расположенных рядом или внизу, что может привести к линейной деформации или сдвигу больших массивов.

4.3 В своде правил приведены требования, необходимые для учета характерных особенностей проектирования и сооружения на многолетнемерзлых грунтах безростверковых опор, свайных и мелкого заложения фундаментов с использованием типовых или апробированных на практике и рекомендованных для широкого применения проектов, а также для разработки индивидуальных конструктивно-технологических решений опор.

Общие положения, относящиеся к вопросам проектирования и устройства фундаментов опор мостов как на используемых в мерзлом или талом состоянии многолетнемерзлых грунтах, так и на немерзлых грунтах в части проектирования и сооружения фундаментов и надфундаментной части опор, отсыпки и укрепления конусов, укрепления русел и т.п. следует принимать в соответствии с действующими нормативными документами.

4.4 Проектирование и сооружение фундаментов опор мостов должно осуществляться с учетом требований к охране окружающей среды и защиты от опасных природных процессов.

4.5 При прогнозировании температурного режима грунтов оснований следует учитывать, что зона теплового влияния на грунт, находящийся непосредственно у каждой опоры, распространяется на расстояние в плане радиусом 50 м и более, поэтому необходимо проводить расчеты для всего мостового перехода, включая участки подходного земляного полотна и формировать территорию всего мостового перехода с учетом ее теплового влияния на зону непосредственно у опор.

При проектировании конструкции и технологии возведения искусственного сооружения должны быть определены особенности не только самого сооружения, но и полосы отвода (характер растительности, возможность возведения других сооружений и т.п.). Эти особенности должны быть учтены при разработке проекта сооружения и схемы мониторинга. При этом должны быть учтены следующие главные факторы, влияющие на изменение температурного режима: снегоотложения, изменение уровня грунтовых или поверхностных вод, изменение растительного покрова (его ликвидация при строительстве или, наоборот, в локальных зонах таликов рост кустарника или деревьев, вызывающих повышенные снежные заносы).

Читайте также:

  
• Спецификация к схеме расположения фундаментов
  
• Фундамент и прикл матем
  
• Ступеньки для фундамента в rust
  
• Ф2 7 фундамент под стойку
  
• Фундамент либо базис 6