Современные геотехнические нормы и механика грунтов

Расчетный аппарат механики грунтов традиционно базируется на механике сплошного деформируемого тела. Теории упругости, пластичности, ползучести нашли широкое применение в различных моделях работы грунтовых оснований, дополненных специфическими особенностями грунтов как многофазной среды. В то же время отечественная практика проектирования оснований и фундаментов зданий и сооружений практически полностью игнорирует знания, накопленные в области механики грунтов. Причиной этого является прежде всего несовершенство нормативной базы в области строительства. Существующие строительные нормы и правила не побуждают расчетчика и проектировщика повышать уровень знаний в области оснований и фундаментов, ограничивая его простейшими подходами, основанными на линейной теории упругости и теории предельного равновесия. Такое ограничение было естественным в докомпьютерную эпоху, когда при интенсивном массовом строительстве приоритетным качеством была простота расчетных схем и, соответственно, скорость выдачи проектного решения. Издержки такого подхода, как правило, не были заметны при общем затратном механизме экономики. В современной же ситуации, когда, с одной стороны, неизмеримо возросли возможности расчетчика - проектировщика, владеющего современной компьютерной техникой и методами расчета, а, с другой - появился частный заказчик и инвестор, заинтересованный в экономически эффективных и надежных проектных решениях, действующие нормы во многих случаях становятся препятствием для успешного и безаварийного строительства, в особенности при сложной реконструкции.

Действующие нормы, при их краткости, претендуют на полный охват предмета и самодостаточность для проектирования. В них проектировщик находит не только критерии, которыми должен руководствоваться, но и саму процедуру выполнения расчетов. Между тем в современной международной практике аналогичные по статусу обязывающие документы (ЕUROCOD, например) отнюдь не навязывают проектировщику какую-либо последовательность математических действий, напротив, они оставляют ему полную свободу в области расчетов, указывая на необходимость учета ряда факторов и явлений в различных геотехнических ситуациях, а также предъявляя определенные требования к расчетам и проекту.

Несовершенство отечественных строительных норм в наибольшей степени проявляется в области сложной реконструкции. Действующие общероссийские нормы не содержат требований по ограничению дополнительных осадок соседних зданий, обусловленных возведением вблизи них нового строения. Отсутствуют также требования по ограничению технологических воздействий от нового строительства на соседние здания.

Справедливой критике подвергался и рекомендуемый СНиП 2.02.01-83* способ расчета осадок, совершенно непригодный, как это следует из исследований С. Н. Сотникова (1986), для оценки деформаций оснований, сложенных слабыми глинистыми грунтами.

Существенным шагом вперед являются изданные в Петербурге ТСН 50-302-96, которые регламентируют предельные дополнительные осадки соседних зданий при возведении в примыкании к ним нового строения, а также допускают применение современных расчетных моделей механики грунтов и их численных реализаций. Тем не менее этим нормам также свойственна мелочная регламентация расчетов и проектирования, создающая иллюзию того, что приведенная в них информация является исчерпывающей. В то же время в нормах не рассмотрен вопрос воздействия технологических факторов при новом строительстве на грунты основания и сложившуюся застройку.

В некоторой степени указанный пробел восполняют ВСН 490-87, регламентирующие предельно допустимые осадки зданий и допускаемый уровень колебаний при вибропогружении свай и шпунта. По этим нормам оценивают и все иные технологические режимы (бурение скважин под сваи, забивку свай и т.д.).

Следует отметить, что действующие нормы не согласованы между собой. В результате при строительстве и реконструкции зданий в условиях плотной городской застройки складывается следующая ситуация Проектировщик, исходя из результатов обследования окружающих зданий, выбирает такой вариант фундаментов нового или реконструируемого здания, который обеспечивает их минимальную осадку (допустим, 2см для кирпичных зданий III категории состояния по ТСН 50-302-96). Подрядчик при разработке проекта производства работ, исходя из ВСН 490-87, ограничивает динамические и иные воздействия машин и механизмов таким образом, чтобы в процессе строительства ветхие соседние здания не получили осадок, превышающих допустимые значения (1,5см для здания рассматриваемой категории). Таким образом, в самих нормах заложена суммарная дополнительная осадка здания на 3,5см, т.е. его разрушение.

Наиболее прогрессивными нормативными документами являются изданные в Москве в 1997г региональные нормы и развивающие их рекомендации.

Тем не менее, весьма актуальным остается вопрос создания единой методики расчетного обоснования, включающей не только оценку осадок зданий при дополнительном статическом нагружении основания, но и анализ деформаций массива грунта при различных технологиях работ нулевого цикла.