The soil bases and foundations for buildings and structures

_______________________________________________________________________________

Дата введения 1999-07-01

Область применения

Настоящие строительные нормы распростра­няются на проектирование и строительство* оснований и фундаментов зданий и сооружений (далее — сооружений) различного назначения.

Настоящие нормы не распространяются на проектирование и строительство оснований и фундаментов гидротехнических, атомных, хи­мических, мелиоративных, транспортных сис­тем и сооружений; дорожных и аэродромных сооружений, опор мостов, а также оснований и фундаментов, возводимых на территориях при II типе грунтовых условий по просадочности и подверженных оползневым процессам.

Нормативные ссылки

В настоящих нормах использованы ссылки на следующие нормативно-технические докумен­ты:

СНБ 1.01.01-97 Система технического норми­рования и стандартизации в строительстве. На­циональный комплекс нормативно-технических документов. Основные положения;

СНБ 1.02.01-95 Инженерные изыскания для строительства;

СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия;

СНиП 2.06.15-85 Инженерная защита террито­рий от затопления и подтопления;

П2-95 к СНиП 2.02.03-85 Пособие "Проекти­рование и устройство фундаментов из свай на­бивных с уплотненным основанием";

П2-97 к СНиП 2.02.01-83 Пособие "Проекти­рование и устройство оснований и фундаментов на пойменно-намывных территориях";

СТБ 943-94 Грунты. Классификация;

ГОСТ 5686-94 Грунты. Методы полевых ис­пытаний сваями;

ГОСТ 10181.0-81 Смеси бетонные. Общие тре­бования к методам испытаний;

ГОСТ 19912-81 Грунты. Метод полевого ис­пытания динамическим зондированием;

ГОСТ 20069-81 Грунты. Метод полевого ис­пытания статическим зондированием;

ГОСТ 20522-96 Грунты. Методы статистиче­ской обработки результатов испытаний;

ГОСТ 21143-80 Грунты. Методы лаборатор­ного определения характеристик набухаемости и усадки.

* Определение термина "строительство" дано в СНБ 1.01.01.

 

Определения

В настоящих строительных нормах применены термины с соответствующими определениями, приведенные в приложении А.

Общие положения

4.1 В настоящих строительных нормах рас­сматриваются два типа оснований — основания земляных сооружений и основания фундамен­тов.

Фундаменты являются составной частью со­оружения и, в зависимости от их назначения и характера работы, подразделяются на следую­щие типы:

— плитные мелкого заложения, распределяю­щие нагрузку от сооружения нижней опорной плоскостью и укладываемые в открытых котло­ванах глубиной до 5 м;

— свайные, распределяющие нагрузку от со­оружения боковой поверхностью и (или) через нижний торец сваи; в виде стержней (0,03 < d/l £ 0,04, где (d) и (l) соответственно диаметр (сторона) и длина сваи);

Издание официальное 1

СНБ 5.01.01-99

 

— специальные, к которым относятся глубокие опоры, столбы, сваи-оболочки, опускные колод­цы, кессоны, анкерные, щелевые, используе­мые в особых случаях и условиях и обеспечи­вающие частичную или полную передачу на­грузки боковой поверхностью и (или) торцом;

— совмещенные с грунтовой средой — под­порные стены и стены в грунте, составляющие, как правило, одно целое с основанием и кото­рые не могут быть выделены в самостоятель­ную отдельную конструкцию фундамента.

4.2 С учетом категорий сложности инженерно-геологических условий по СНБ 1.02.01 в на­стоящих строительных нормах выделяются: простое основание, основание средней сложно­сти, сложное основание.

4.3 Основания и фундаменты должны проекти­роваться на основе обоснованных результатов инженерно-геологических и инженерно-гидро­метеорологических изысканий и, при необходи­мости, специальных исследований.

Проектирование оснований и фундаментов при отсутствии или недостаточности материалов и опытных данных инженерных изысканий не до­пускается.

4.4 Результаты инженерных изысканий, в зави­симости от стадии проектирования, должны со­держать данные, соответствующие техническо­му заданию и достаточные для:

— общей оценки пригодности площадки для намечаемого строительства:

— установления типа основания, глубины за­ложения фундаментов, характеристик грунта и возможности расчета оснований в соответствии с требованиями строительных норм и принятой моделью основания;

— прогноза возможности изменения величин деформации сооружения при изменении есте­ственных условий основания и миграции под­земных вод площадки в связи с ее застройкой и эксплуатацией сооружения:

— проектирования мероприятий по защите подземных конструкций от подземных вод и аг­рессивных условий;

— выявления наиболее целесообразных спо­собов производства работ по устройству осно­вания сооружения, а также предупреждения возможных осложнений при производстве зем­ляных работ;

— определения трудоемкости выполнения земляных работ и способов их реализации;

— оценки необходимости инженерной, в том числе экологической, защиты застраиваемой площадки и близлежащих территорий.

4.5 Задание на изыскания выдается изыскатель­ской организации генеральным проектировщиком и должно содержать сведения и требования, необхо­димые и достаточные для составления программы и проведения изысканий в соответствии с СНБ 1.02.01 и другими нормативными документами по инженерным изысканиям.

4.6 Если гидрогеологические условия территории проектируемого объекта могут определять или зна­чительно влиять на условия строительства и экс­плуатации сооружений, заданием на изыскания уже на стадии предпроектной документации следует предусматривать оборудование скважин для ста­ционарных наблюдений за режимом подземных вод с целью получения данных для прогноза изме­нения гидрогеологических, а также инженерно-геологических и инженерно-геоэкологических усло­вий в целом, оценки необходимости проектирова­ния водопонизительных систем и противофильтрационных мероприятий, которые, при необходимо­сти, следует выполнять на последующих стадиях проектирования, при строительстве и по его окон­чании (мониторинг).

Оценка возможных изменений гидрогеологиче­ских условий строительства для зданий I и II классов ответственности составляется соответ­ственно на срок 25 и 15 лет.

Для сооружений III класса ответственности ука­занную оценку допускается не производить.

4.7 Типы, виды и разновидности грунтов в про­ектах оснований должны именоваться в соот­ветствии с СТБ 943.

4.8 Нормативные и расчетные значения харак­теристик грунтов должны устанавливаться ме­тодом статистической обработки результатов их частных определений в соответствии с ГОСТ 20522.

4.9 При проектировании ответственных сооружений в сложных инженерно-геологических и геоэкологи­ческих условиях, устройстве искусственных основа­ний, применении новых или недостаточно изучен­ных конструкций сооружений и фундаментов, ре­шении вопросов взаимовлияния существующего и проектируемого (реконструируемого) сооружения и в других необходимых случаях, в проекте следует предусматривать экспериментальные и опытно-конструкторские работы или отдельные виды работ (включая испытания фундаментов и др.), в том числе в период строительства, после его окончания и при эксплуатации.

В остальных случаях следует предусматривать, как правило, визуальное обследование грунтов в кот­лованах и других строительных выработках.

4.10 При проектировании оснований сооруже­ний I класса ответственности значения прочно­стных и деформационных характеристик грун­тов, используемых в расчетах, должны быть определены, как правило, прямыми полевыми и лабораторными методами исследований. При II и III классе ответственности сооружений пря­мые определения таких характеристик должны выполняться во всех случаях, когда основания представлены специфическими, неоднородны­ми, тонкослоистыми и другими малопрочными и слабыми грунтами.

 

СНБ5.01.01-99

4.11 Процесс проектирования оснований и фун­даментов должен включать оценку результатов инженерных изысканий, технико-экономический выбор и расчет основания и конструкций фун­даментов, а при необходимости, назначение мероприятий по защите оснований и фундамен­тов от неблагоприятных последствий (возмож­ных случайных и экстремальных ситуаций).

4.12 Разработчик проекта свободен в выборе методов проектирования, конструкций, техноло­гий и несет ответственность за качество и на­дежность принятых в проекте решений.

4.13 Основания и фундаменты сооружений должны проектироваться таким образом, чтобы на любых стадиях строительства и эксплуата­ции они соответствовали своему назначению, требуемой надежности, долговечности, эффек­тивности и были направлены на:

— применение эффективных строительных материалов и конструкций, ресурсосберегающих технологий;

— наиболее полное использование несущей способности оснований и свойств материалов фундаментов при минимальных затратах;

— охрану окружающей среды.

4.14 Значения нормативных и расчетных нагру­зок и воздействий, их сочетания и коэффициен­ты надежности определяются в соответствии со СНиП 2.01.07.

4.15 Доверительная вероятность расчетных значений характеристик грунтов (α) при оценке оснований по несущей способности принимает­ся α = 0,95, по деформациям — α = 0,85.

Для расчетов оснований жестких сооружений то­чечного типа (например, башен, труб) и насыпей доверительная вероятность расчетных значений характеристик грунтов при соответствующем обос­новании принимается: по несущей способности α = 0,99, по деформациям α = 0,9.

Для расчетов оснований сооружений I класса ответственности при соответствующем обосно­вании допускается принимать доверительную вероятность (α) большей, но не выше 0,99.

4.16 При проектировании оснований и фунда­ментов следует учитывать нагрузки, возникаю­щие при изготовлении, хранении и перевозке материалов и конструкций, а также случайные (взрыв, удар и т.п.) технологические, геологиче­ские и несиловые воздействия (коррозия, тем­пература, излучения, микроорганизмы, влаж­ность и т.п.), нагрузки от складируемого мате­риала, оборудования и механизмов.

4.17 Расчет основания производится:

— по деформациям на основное сочетание нагрузок;

— по несущей способности на основное и осо­бое сочетание нагрузок.

Нагрузки на перекрытие и снеговые нагрузки при оценке оснований по несущей способности считаются кратковременными, а по деформа­циям — длительными.

4.18 Длительность воздействия должна рас­сматриваться с точки зрения изменения во вре­мени свойств материалов и грунта.

Воздействия, приложенные повторно, и воздей­ствия переменной интенсивности должны до­полнительно рассматриваться относительно непрерывности деформаций.

4.19 При расчете оснований сооружений откло­нения расчетных моделей от реальных условий следует учитывать коэффициентами условий работы.

Класс ответственности учитывается коэффициен­том надежности по назначению конструкции (γ _n).

Надежность по нагрузке, материалу и грунту учитывается соответственно коэффициентами (γ _f), (γ _m), (γ _g).

Несиловые воздействия (температура, влаж­ность, агрессивность) и другие факторы, не на­шедшие отражения при установлении расчет­ных характеристик, но способные повлиять на несущую способность или деформативность основания, учитываются коэффициентами ус­ловий работ (γ _с).

Указанные коэффициенты устанавливаются на основании теоретических и экспериментальных данных о действительной работе грунтов и ма­териалов фундаментов в условиях воздействия и эксплуатации зданий и сооружений.

4.20 Основания фундаментов должны рассчи­тываться по двум группам предельных состоя­ний: первая группа — по несущей способности, вторая — по деформациям.

Оценка предельных состояний первой группы включает расчеты:

— по несущей способности грунта основания;

— по прочности материалов конструкции фун­даментов.

Оценка предельных состояний второй группы включает расчеты:

— по деформациям оснований сооружений от внешних нагрузок и собственного веса грунта;

— по образованию и раскрытию трещин в фундаментах.

4.21 Расчет оснований по деформациям явля­ется обязательным для всех сооружений, рас­чет по несущей способности выполняется в следующих случаях:

а) если на основание передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фун­даменты распорных конструкций и т.п.):

СНБ 5.01.01-99

 

б) если сооружение расположено на откосе или крутопадающем склоне;

в) если основание сложено слабыми медленно уплотняющимися водонасыщенными пылевато-глинистыми и биогенными грунтами;

г) если основание сложено скальными грунтами.

4.22 Расчет оснований по несущей способности в случаях, перечисленных в 4.21 а, б, допускает­ся не производить, если конструктивными ме­роприятиями исключена возможность смещения проектируемого фундамента.

Если проектом предусматривается возможность возведения сооружения непосредственно после устройства фундаментов до обратной засыпки грунтом пазух котлованов, следует производить проверку несущей способности основания, учи­тывая реальную глубину заложения фундамен­тов и нагрузки, действующие в процессе строи­тельства.

4.23 Расчет оснований сооружений производится на основе любых известных моделей (расчетных схем) оснований, в том числе упрощенных, обеспе­чивающих достаточную эксплуатационную надеж­ность и долговечность сооружений.

Расчет оснований фундаментов сооруже­ний считается удовлетворительным, если вы­полняются условия:

 

(4.1)

 

S £ S_u (4.2)

где γ _f - коэффициент надежности по нагрузке;

- суммарное усилие от внешних нагрузок и воз­действий, действующих на основание при наиболее невыгодном их сочетании, кН;

F_u - сила наименьшего сопротивления основания с учетом характеристик грунтов, уровня подземных вод и их изменчивости во времени, кН;

γ _n - коэффициент надежности по назначению со­оружения;

γ _g - коэффициент надежности по грунту;

γ _m - коэффициент надежности по материалу;

S - абсолютное или среднее значение совместной деформации основания и сооружения (осадка, пе­ремещение, крен, подъем и др.), определяемое рас­четом, м;

S_u - предельное значение совместной деформации основания и сооружения и ее относительная нерав­номерность, устанавливаемые нормами, проектом или на основе эксплуатационных или технологиче­ских требований, м. Для предварительных расчетов допускается использовать значения, приведенные в приложении Б.

4.25 Проектирование фундаментов производит­ся в соответствии с требованиями норм на про­ектирование конструкций из соответствующих материалов, применяемых в конструкции фун­дамента (бетон, железобетон, металл).

Проектирование фундаментов

Общие требования. Классификация фундаментов

5.1 Возможность применения, тип основания и фундаментов, их конструкция определяются на ос­нове технико-экономического сравнения вариантов, оценки инженерно-геологических условий строи­тельной площадки, вида сооружения, величины и характера нагрузок с учетом требований по охране природной среды и раздела 4.

Сравнительная технико-экономическая оценка вариантов производится с использованием одинаковых методов расчета (по степени дета­лизации и точности) и единой методики сопос­тавления экономических и технических показа­телей или на тендерной основе.

Для сравнительной оценки нескольких вариан­тов фундаментов показатели одного из реше­ний принимают за исходный вариант-эталон в зависимости от этапа проектирования:

— на этапе формирования планов проектных и научно-исследовательских работ при разработ­ке новой конструкции фундамента сопоставле­ние производится с показателями конструкции наиболее экономичной в данных региональных и производственных условиях;

— на этапе рабочего проектирования за эта­лон для сопоставления принимается, как пра­вило, конструкция фундамента наиболее рас­пространенная и эффективная (традиционная) в данных региональных и производственных условиях;

— на этапе внедрения и эксплуатации фундамен­тов сопоставление производится с показателями заменяемой (существующей) конструкции.

5.2 В проектной документации на основания и фундаменты должны быть приведены:

— основные физико-механические и гидрогео­логические характеристики грунтов несущего слоя, глубина которого устанавливается в соот­ветствии с требованиями СНБ 1.01.02;

— требования к материалам;

— расчетные схемы фундаментов с расчет­ными нагрузками на них; расположение фунда­ментов по высоте и в плане, расход материа­лов;

— требования к устройству фундаментов (в т.ч. скважин и свай);

— методы контроля, места проведения испы­таний, натурных измерений осадок и деформа­ций сооружений в стадии завершения строи­тельства и в стадии эксплуатации (в случае не­обходимости).

Кроме того, должны быть указаны минимально допустимые расстояния от фундаментов до вы­работок (котлованов, траншей и т.п.), устраи­ваемых как в процессе строительства, так и в процессе эксплуатации сооружений, и их глубина. Для фундаментов, эксплуатируемых в

 

СНБ 5.01.01-99

 

аг­рессивных средах, должны быть определены мероприятия, обеспечивающие стойкость ма­териала фундамента к воздействию агрессив­ной среды.

Классификация и область применения фунда­ментов приведены в таблице 5.1, а классифи­кация и технология устройства свай — в табли­це 5.2.

 

Таблица 5.1 — Классификация и область применения фундаментов

Тип и вид фундамента	Характеристика	Область применения
1 Плитный мелкого заложения 1.1 Ленточный, в т.ч. преры­вистый   1.2 Столбчатый (отдельный) при b £10 м, где b — ширина или диаметр фундамента     1.3 Массивный (сплошная пли­та, коробчатый, ребристый, кольцевой при b > 10 м)	Конструкция в виде полосы (в т.ч. пре­рывистой) или перекрестных лент. Из­готавливается в монолитном, сборном и комбинированном вариантах из типо­вых или индивидуальных элементов и материалов, обеспечивающих надеж­ность и долговечность (бетон, кирпич, бут) Отдельная конструкция квадратной или прямоугольной формы с одним или несколькими уступами по высоте. Изго­тавливаются в монолитном, сборном или комбинированном вариантах из типовых или индивидуальных элемен­тов Конструкция в виде сплошной плиты под все сооружение или его часть, в т.ч. коробчатой или ребристой формы	Фундаменты под стены сооружений, под оборудование; под ряды стоек кар­касов (при недостаточной прочности грунта оснований; для снижения влия­ния неравномерных деформаций)     В качестве опор конструкций, пере­дающих, как правило, сосредоточен­ную нагрузку   При значительных нагрузках на грунты основания, значительной изменчивости свойств грунтов в пределах пятна за­стройки, для уменьшения влияния не­равномерных деформаций
2 Свайный 2.1 Односвайный     2.2 Свайный ленточный     2.3 Свайный отдельный (кус­товой)   2.4 Свайное поле	Фундамент из одной безростверковой сваи повышенной несущей способно­сти с уширенным оголовком, в котором размещаются подколонник, анкеры и другие элементы сопряжения с над­земными конструкциями Фундамент с однорядным или много­рядным продольным расположением свай (таблица 5.2), объединенных по верху жесткой балкой (ростверком) в виде ленты Фундамент из группы свай (таблица 5.2), объединенных по верху жесткой плитой (ростверком) Фундамент из свай (таблица 5.2) в ви­де сплошного массива (поля), как пра­вило, под все сооружение или его часть, объединенных ростверком в виде массивной сплошной плиты	В сооружениях, как правило, с безростверковым опиранием надземных кон­струкций     Фундаменты под стены сооружений, фундаменты под оборудование, под ряды стоек каркасов     В качестве опор конструкций, пере­дающих, как правило, сосредоточен­ную нагрузку При значительных нагрузках на грунты основания, значительной изменчивости свойств грунтов в пределах пятна за­стройки, для уменьшения влияния не­равномерных деформаций
3 Специальный 3.1 Столбы набивные	Конструкция из монолитного бетона или железобетона, укладываемого с уплотнением в предварительно изго­товленную скважину диаметром (d) более 1,2 м, глубиной (h) более 10 м	Уникальные высотные и подземные сооружения, ограждающие конструк­ции, фундаменты под тяжелое обору­дование в грунтах с наличием крупных твердых включений, ограниченно при­годных для строительства; вертикаль­ные нагрузки от сооружения превыша­ют 5 МН на опору

СНБ 5.01.01-99

Продолжение таблицы 5.1

Тип и вид фундамента	Характеристика	Область применения
3.2 Опускные колодцы и оболочки   3.3 Фундаменты с анкерами     3.4 Анкеры в грунте	Открытые сверху и снизу полые конст­рукции диаметром (d) более 3 м и глуби­ной (h) более 10 м преимущественно бетонные и железобетонные, изготавли­ваемые методом погружения оболочек и опусканием монолитных (сборных) ко­лодцев произвольного очертания под воздействием собственного веса в про­цессе удаления грунта из-под конструк­ции с использованием, в случае необхо­димости, подмыва и вибраторов Плитные фундаменты с жесткими, как правило, монолитными железобетонны­ми сваями-анкерами диаметром d = 150-300 мм и длиной L = 4-6 м, (в том числе с напрягаемой арматурой и уширенной пятой), воспринимающими выдергиваю­щие нагрузки и составляющими одно целое с плитным фундаментом Железобетонная свая в пробуренной скважине с закрепленной рабочей ча­стью (корнем), преднапряженной тягой (анкером) в грунте, устраиваемой по­средством нагнетания (инъекции) бе­тонной смеси (раствора) в нижнюю часть скважины. Диаметр (d) от 80 до 300 мм, длина (L) до 100 м. Применя­ются также забивные, набивные и вин­товые сваи из любых материалов	Уникальные высотные и подземные со­оружения, ограждающие конструкции, фундаменты под тяжелое оборудование в грунтах с наличием крупных твердых включений, ограниченно пригодных для строительства; вертикальные нагрузки от сооружения превышают 10 МН, гори­зонтальные — более 0,5 МН   В сооружениях со значительными моментными, горизонтальными и выдер­гивающими нагрузками на фундамент, а также при устройстве фундаментов в стесненных условиях     Как правило, при реконструкции зданий и сооружений; для устройства ограж­дений, глубоких котлованов и подзем­ных сооружений с большими комбини­рованными нагрузками; при устройстве фундаментов в стесненных условиях

 

3.5 Фундамент щелевой (шлицевой)	Конструкция, устраиваемая из армиро­ванного бетона в разработанных обыч­ной техникой неглубоких траншеях лю­бой конфигурации глубиной (h) до 6 м, шириной (b) от 100 до 1000 мм, в т.ч. взаимно пересекающихся, концентри­ческих и др. в неводонасыщенных ус­тойчивых грунтах без применения гли­нистых суспензий	Опоры для сооружений с большими комбинированными нагрузками
3.6 Фундаменты в пробитых, выбуренных полостях (сква­жинах)	Конструкции, изготавливаемые бетониро­ванием пробитых штампом или трамбов­кой или выбуренных полостях разной кон­фигурации в плане и по высоте глубиной (h) от 3 до 6 м (в том числе повторно про­битых после их предварительного запол­нения крупным песком, щебнем) или ус­тановкой в полости сборных элементов фундаментов	Фундаменты сооружений различного назначения
4 Фундаменты, совмещен­ные с грунтовой средой 4.1 Подпорные стены	Конструкция, удерживающая от обруше­ния находящийся за ней массив грунта и обеспечивающая устойчивость (сдвиг, опрокидывание) за счет собственного веса (массивная) или защемления и анкеровки в основание (тонкостенная, комбиниро­ванная). Массивные подпорные стены выполняются с вертикальными, наклон­ными (одной или двумя) гранями и по­дошвой; тонкостенные - в виде стен уголкового типа с консольной, контрфорсной, анкерной опорной плитой или консольнозащемленным шпунтом, как правило, заанкеренного типа. Материал, размеры, заглубления определяются проектом	Удерживание грунтов и сыпучих мате­риалов (крепление склонов, откосов, котлованов; реконструкция земляных сооружений и др.)

СНБ 5.01.01-99

Окончание таблицы 5.1

Тип и вид фундамента	Характеристика	Область применения
4.2 Стены в грунте	Несущие конструкции различных кон­фигураций, в любых грунтах без пред­варительного раскрытия котлована из сборного или монолитного железобе­тона глинистого или глиноцементного материалов в глубоких траншеях (траншейная стена) или скважинах (свайная стена) под защитой тиксотропной глинистой суспензии по техно­логии "стена в грунте", (в т.ч. "струй­ной") глубиной от 6 до 100 м	Стены подземных сооружений; противофильтрационные завесы и диафраг­мы

 

Таблица 5.2 — Классификация и технология устройства свай

Вид свай	Материал, форма и сечение свай	Технология устройства
Сваи заводского изготовления (сборные)     Сваи, изготавливаемые на строительной площадке	Бетон, железобетон, дерево, металл, комбинированные Форма: цилиндрическая, коническая, пирамидальная, призматическая. Поперечное сечение: круглое, квад­ратное, кольцевое, многоугольное, профильное Бетон, железобетон, инъекционные растворы, грунтоцемент, известь, грун­товые смеси Форма: цилиндрическая, коническая, пирамидальная, призматическая. Поперечное сечение: круглое, квад­ратное, многоугольное, профильное	Погружение вертикальное или наклон­ное забивкой, задавливанием, вибро­погружением, завинчиванием, погру­жением элементов в скважину     Изготавливаются методом укладки материала свай в заранее пробурен­ные, штампованные или пробитые вер­тикальные или наклонные скважины с использованием бурового и виброобо­рудования, штампов различной конфи­гурации