Руководство по проектированию оснований зданий и сооружений

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОСНОВАНИЙ И ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ ИМ. Н. М. ГЕРСЕВАНОВА ГОССТРОЯ СССР
МОСКВА 1978

Руководство по проектированию оснований зданий и сооружений составлено в развитие главы СНиП II-15-74 «Основания зданий и сооружений» и приводит рекомендации, детализирующие эти нормы проектирования по вопросам номенклатуры грунтов и методов определения расчетных значений их характеристик; принципов проектирования оснований и прогнозирования изменения уровня грунтовых вод; вопросов глубины заложения фундаментов; методов расчета оснований по деформациям и по несущей способности; особенностей проектирования оснований зданий и сооружений, возводимых на региональных видах грунтов, а также расположенных в сейсмических районах и на подрабатываемых территориях.

Руководство предназначено для использования в проектных и изыскательских организациях, обслуживающих строительство промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений.

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ

Раздел 1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Раздел 2 НОМЕНКЛАТУРА ГРУНТОВ ОСНОВАНИЙ

Раздел 3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВАНИЙ
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ
НАГРУЗКИ, УЧИТЫВАЕМЫЕ В РАСЧЕТАХ ОСНОВАНИЙ
НОРМАТИВНЫЕ И РАСЧЕТНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИОННЫХ И ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ
ВЫДЕЛЕНИЕ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
Вычисление нормативных и расчетных значений прочностных и деформационных характеристик грунтов по результатам определения их физических характеристик
Количество определений характеристик грунтов
Рекомендации по разработке региональных таблиц прочностных и деформационных характеристик грунтов
Определение характеристик грунта с учетом возможного изменения его влажности в процессе строительства и эксплуатации
ГРУНТОВЫЕ ВОДЫ
ГЛУБИНА ЗАЛОЖЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ
РАСЧЕТ ОСНОВАНИЙ ПО ДЕФОРМАЦИЯМ
Определение расчетного давления на грунты основания
Расчет деформаций оснований
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСАДКИ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРЕНА ФУНДАМЕНТОВ
Предельно допустимые деформации основания
РАСЧЕТ ОСНОВАНИЙ ПО НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ
РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ ФУНДАМЕНТОВ ПРИ ДЕЙСТВИИ СИЛ МОРОЗНОГО ПУЧЕНИЯ ГРУНТОВ ОСНОВАНИЯ
МЕРОПРИЯТИЯ, НАПРАВЛЕННЫЕ НА СНИЖЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ ОСНОВАНИЙ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННУЮ ПРИГОДНОСТЬ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Раздел 4 ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВАНИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, ВОЗВОДИМЫХ НА ПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТАХ
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИМ ИССЛЕДОВАНИЯМ В РАЙОНАХ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТОВ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ДАВЛЕНИЙ НА ПРОСАДОЧНЫЕ ГРУНТЫ
РАСЧЕТ ОСНОВАНИЙ НА ПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТАХ ПО ДЕФОРМАЦИЯМ
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ОСНОВАНИЙ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВАНИЙ, УПЛОТНЕННЫХ ТЯЖЕЛЫМИ ТРАМБОВКАМИ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГРУНТОВЫХ ПОДУШЕК
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ В ВЫТРАМБОВАННЫХ КОТЛОВАНАХ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВАНИЙ, УПЛОТНЕННЫХ ГРУНТОВЫМИ СВАЯМИ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВАНИЙ, УПЛОТНЕННЫХ ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫМ ЗАМАЧИВАНИЕМ
ВОДОЗАЩИТНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ
КОНСТРУКТИВНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ

Раздел 5 ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВАНИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, ВОЗВОДИМЫХ НА НАБУХАЮЩИХ ГРУНТАХ

Раздел 6 ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВАНИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, ВОЗВОДИМЫХ НА ВОДОНАСЫЩЕННЫХ ЗАТОРФОВАННЫХ ГРУНТАХ

Раздел 7 ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВАНИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, ВОЗВОДИМЫХ НА ИЛАХ

Раздел 8 ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВАНИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, ВОЗВОДИМЫХ НА ЭЛЮВИАЛЬНЫХ ГРУНТАХ

Раздел 9 ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВАНИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, ВОЗВОДИМЫХ НА ЗАСОЛЕННЫХ ГРУНТАХ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУФФОЗИОННОЙ ОСАДКИ ОСНОВАНИЙ, СЛОЖЕННЫХ ЗАСОЛЕННЫМИ ГРУНТАМИ

Раздел 10 ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВАНИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, ВОЗВОДИМЫХ НА НАСЫПНЫХ ГРУНТАХ
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИМ ИССЛЕДОВАНИЯМ НА ПЛОЩАДКАХ РАСПОЛОЖЕНИЯ НАСЫПНЫХ ГРУНТОВ
РАСЧЕТ ОСНОВАНИЙ, СЛОЖЕННЫХ НАСЫПНЫМИ ГРУНТАМИ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВАНИЙ, СЛОЖЕННЫХ НАСЫПНЫМИ ГРУНТАМИ

Раздел 11 ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, ВОЗВОДИМЫХ НА ПОДРАБАТЫВАЕМЫХ ТЕРРИТОРИЯХ

Раздел 12 ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВАНИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, ВОЗВОДИМЫХ В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ

ПРЕДИСЛОВИЕ

Руководство по проектированию оснований зданий и сооружений развивает требования главы СНиП II-15-74 и приводит рекомендации и примеры расчета оснований по вопросам, изложенным в этой главе норм, за исключением вопросов, касающихся особенностей проектирования оснований опор линий электропередачи, а также мостов и водопропускных труб.

Руководство составлено НИИ оснований и подземных сооружений Госстроя СССР при участии института «Фундаментпроект» Минмонтажспецстроя СССР, представившего материалы по расчету несущей способности оснований и осадок фундаментов, а также характеристикам грунтов, ПНИИИС Госстроя СССР — по прогнозированию уровня грунтовых вод и Днепропетровского инженерно-строительного института (ДИСИ) Минвуза УССР — по особенностям проектирования оснований, сложенных элювиальными грунтами.

Руководство разрабатывалось лабораториями НИИОСП: естественных оснований и конструкций фундаментов, методов исследования грунтов, механики грунтов, строительства на просадочных грунтах, строительства на слабых грунтах, динамики грунтов, физикохимии мерзлых грунтов.

Руководство составляли: раздел 1 «Общие положения» — канд. техн. наук М.Г. Ефремов; раздел 2 «Номенклатура грунтов» — канд. техн. наук О.И. Игнатова; раздел 3 «Проектирование оснований»: подразделы «Общие указания» и «Нагрузки» — канд. техн. наук А.В. Вронский; подраздел «Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов» — кандидаты техн. наук О.И. Игнатова и В.В. Михеев; подразделы «Глубина заложения фундаментов» и «Расчет устойчивости фундаментов при морозном пучении» — д-р техн. наук М.Ф. Киселев; подраздел «Грунтовые воды» — канд. техн. наук. М.Г. Ефремов, инж. З.П. Гавшина и канд. техн. наук Е.С. Дзекцер (ПНИИИС); подраздел «Расчетные давления на грунты основания» — канд. техн. наук М.Г. Ефремов; «Принципы расчета» и «Расчет деформаций» — кандидаты техн. наук А.В. Вронский и Т.А. Маликова, д-р техн. наук, проф. К.Е. Егоров; «Расчет оснований по несущей способности» — канд. техн. наук A.С. Снарский и инж. М.Л. Моргулис (Фундаментпроект); «Мероприятия по снижению влияния деформаций оснований»- канд. техн. наук А.В. Вронский; указания по прерывистым фундаментам — д-р техн. наук, проф. Е.А. Сорочан; указания по рыхлым пескам — кандидаты техн. наук Д.Е. Польшин и С.В. Довнарович; указания по натурным измерениям деформаций — инж. Е.М. Перепонова; разделы 4 — 12 «Особенности проектирования оснований зданий и сооружений, возводимых: 4… на просадочных грунтах» — д-р техн. наук B.И. Крутов; 5… на набухающих грунтах» — д-р техн. наук, проф. Е.А. Сорочан; 6… на заторфованных грунтах» — канд. техн. наук П.А. Коновалов; 7… на илах»-канд. техн. наук Д.Е. Польшин; 8… на элювиальных грунтах» — д-р техн. наук, проф. В.Б. Швец, кандидаты техн. наук И.С. Швец и В.В. Павлов (ДИСИ); 9… на засоленных грунтах» — канд. техн. наук В.П. Петрухин; 10… на насыпных грунтах» — д-р техн. наук В.И. Крутов; 11… на подрабатываемых территориях»-канд. техн. наук А. И. Юшин; )2… в сейсмических районах» — д-р техн. наук В.А. Ильичев и канд. техн. наук Л.Р. Ставницер.

Руководство разработано под общей редакцией: д-ра техн. наук, проф. Е.А. Сорочана, кандидатов техн. наук В.В. Михеева, М.Г. Ефремова, А.В. Вронского.

Использованный в Руководстве текст главы СНиП И-15-74 выделен полужирным шрифтом и его пункты, формулы, таблицы и рисунки имеют двойную нумерацию: вначале по Руководству и затем в скобках по главе СНиП. В случае использования текста приложений к главе СНиП к номеру в скобках приписывается номер приложения.

Если внутри цитированного текста главы СНиП есть ссылка на какие-либо ее пункты, то их нумерация в этом тексте сохранена по главе СНиП, а для удобства пользования в скобках приведена нумерация по Руководству.

Раздел 1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящее Руководство, составленное в развитие главы СНиП II-15-74 «Основания зданий и сооружений», рекомендуется использовать при проектировании оснований промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений всех областей строительства, В том числе городского и сельскохозяйственного, промышленного и транспортного.

В Руководстве не рассматриваются вопросы проектирования оснований опор воздушных линий электропередачи и оснований мостов и водопропускных труб.

1.2(1.1). Нормы настоящей главы должны соблюдаться при проектировании оснований зданий и сооружений.

Примечание. Нормы настоящей главы, кроме разд. 2 «Номенклатура грунтов оснований», не распространяются на проектирование оснований гидротехнических сооружений, дорог, аэродромных покрытий, зданий и сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, а также оснований свайных фундаментов, глубоких опор и фундаментов под машины с динамическими нагрузками.

1.3(1.2). Основания зданий и сооружений должны проектироваться на основе:

а) результатов инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий и данных о климатических условиях района строительства;

б) учета опыта возведения зданий и сооружений в аналогичных инженерно-геологических условиях строительства;

в) данных, характеризующих возводимое здание или сооружение, его конструкции и действующие на фундаменты нагрузки, воздействия и условия последующей эксплуатации;

г) учета местных условий строительства;

д) технико-экономического сравнения возможных вариантов проектного решения, имея в виду необходимость принятия оптимального решения, обеспечивающего наиболее полное использование прочностных и деформационных характеристик грунтов и физико-механических свойств материалов фундаментов (или других подземных частей конструкций) с оценкой решений по приведенным затратам.

1.4(1.3). Инженерно-геологические исследования грунтов оснований зданий и сооружений должны проводиться в соответствии с требованиями главы СНиП, государственных стандартов и других нормативных документов по инженерным изысканиям и исследованиям грунтов для строительства, а также с учетом конструктивных и эксплуатационных особенностей зданий и сооружений.

1.5. Инженерно-геологические и гидрогеологические изыскания должны выполняться согласно требованиям:

а) главы СНиП по инженерным изысканиям для строительства;

б) «Инструкции по инженерным изысканиям для городского и поселкового строительства» СН 211-62 и «Инструкции по инженерным изысканиям для промышленного строительства» СН 225-62;

в) ГОСТов на испытание грунтов:

55181-78 — Грунты. Метод лабораторного определения удельного веса

5182-78 — Грунты. Метод лабораторного определения объемного веса

5180-75 — Грунты. Метод лабораторного определения влажности

12536-67 — Грунты. Метод лабораторного определения зернового (гранулометрического) состава

5183-77 — Грунты. Методы лабораторного определения границ раскатывания и текучести

10650-72 — Торф. Метод определения степени разложения

12248-66 — Грунты. Метод лабораторного определения сопротивления срезу песчаных и глинистых грунтов на срезных приборах в условиях завершенной консолидации

12374-77 — Грунты. Метод полевого испытания статическими нагрузками

17245-71 — Грунты. Метод лабораторного определения временного сопротивления при одноосном сжатии

19912-74 — Грунты. Метод полевого испытания динамическим зондированием

20069-74 — Грунты. Метод полевого испытания статическим зондированием

20276-74 — Грунты. Метод полевого определения модуля деформации прессиометрами

23161-78 — Грунты. Метод лабораторного определения характеристик просадочности

20522-75 — Грунты. Метод статистической обработки результатов определений характеристик

1.6. Данные о климатических условиях района строительства должны применяться по указаниям главы СНиП по строительной климатологии и геофизике.

1.7. Для возможности учета при проектировании оснований опыта строительства необходимо иметь данные об инженерно-геологических условиях этого района, о конструкциях возводимых зданий и сооружений, нагрузках, типах и размерах фундаментов, давлениях на грунты основания и о наблюдавшихся деформациях оснований и сооружений.

Наличие указанных данных позволит в лучшей степени оценить инженерно-геологические условия проектируемого объекта, в том числе и характеристики грунтов, выбрать наиболее рациональные типы и размеры фундаментов, их глубину заложения и т. д.

1.8. Для возможности учета местных условий строительства должны быть выявлены данные о производственных возможностях строительной организации, ее парке оборудования, ожидаемых климатических условиях на весь период устройства оснований и фундаментов, а также всего нулевого цикла.

Эти данные могут оказаться решающими в вопросах выбора типа фундаментов (например, на естественном основании или свайного), глубины их заложения, метода подготовки основания и пр.

1.9. Конструктивное решение проектируемого здания или сооружения и условий последующей эксплуатации необходимо для выбора типа фундамента, учета влияния верхних конструкций на работу оснований, для уточнения требований к допустимой величине деформаций и пр.

1.10. Технико-экономическое сравнение возможных вариантов проектных решений по основаниям и фундаментам необходимо для выбора наиболее экономичного и надежного проектного решения, исключением необходимости в его последующей корректировке в процессе строительства с неизбежными при этом дополнительными затратами материальных средств и времени.

1.11(1.4). Результаты инженерно-геологических исследований грунтов должны содержать данные, необходимые для решения вопросов:

выбора типа оснований и фундаментов, определения глубины сложения и размеров фундаментов с учетом прогноза возможных изменений в процессе строительства и эксплуатация инженерно-геологических и гидрогеологических условий, в том числе свойств грунтов;

выбора в случае необходимости методов улучшения свойств грунтов основания;

установления вида и объема инженерных мероприятий по освоению площадки строительства.

1.12(1.5). Проектирование оснований зданий и сооружений без соответствующего инженерно-геологического обоснования или при его недостаточности для решения вопросов, предусмотренных в п. 1.4 настоящей главы (п. 1.11 Рук.), не допускается.

1.13. Результаты инженерно-геологических и гидрогеологических исследований, излагаемые в отчете об изысканиях, должны содержать:

а) сведения о местоположении территории предполагаемого строительства, о ее климатических и сейсмических условиях и о ранее выполненных исследованиях грунтов и грунтовых вод;

б) сведения об инженерно-геологическом строении и литологическом составе толщи грунтов и о наблюдаемых неблагоприятных физико- и инженерно-геологических и других явлениях (карст, оползни, просадки и набухание грунтов, горные подработки и т. п.);

в) сведения о гидрогеологических условиях с указанием высотных отметок появившихся и установившихся уровней грунтовых вод, амплитуды их колебаний и величин расходов воды; сведения о наличии гидравлических связей горизонтов вод между собой и ближайшими открытыми водоемами, а также сведения об агрессивности вод в отношении материалов конструкций фундаментов;

г) сведения о грунтах строительной площадки, в которых приводится описание в стратиграфической последовательности напластований грунтов сжимаемой толщи основания. Должны быть отмечены форма залегания грунтовых образований, их размеры в плане и по глубине, возраст, происхождение и номенклатурные виды, состав и состояние грунтов, относящихся к различным номенклатурным видам; приведены для выделенных слоев грунта величины физико-механических характеристик.

К числу этих характеристик относятся:

удельный вес, объемный вес и влажность для всех видов грунтов;

коэффициент пористости для нескальных грунтов;

гранулометрический состав для крупнообломочных и песчаных грунтов;

число пластичности, консистенция и удельное сопротивление пенетрации для глинистых грунтов;

угол внутреннего трения, удельное сцепление и модуль деформации для всех видов нескальных грунтов;

коэффициент фильтрации;

коэффициент консолидации для водонасыщенных глинистых грунтов при консистенции I_L>0,5, заторфованных грунтов, торфов и илов;

временное сопротивление при одноосном сжатии, коэффициент размягчаемости и степень выветрелости для скальных грунтов;

относительная просадочность, а также величины начального давления и начальной критической влажности для просадочных грунтов;

относительное набухание, давление набухания и линейная усадка для набухающих грунтов;

коэффициент выветрелости для элювиальных крупнообломочных грунтов;

количественный и качественный состав засоления для засоленных грунтов и торфов;

содержание растительных остатков для нескальных грунтов (степень заторфованности) и степень разложения заторфованных грунтов.

В отчете обязательно указываются применяемые методы лабораторных и полевых определений характеристик грунтов.

К отчету прилагаются таблицы и ведомости показателей физико-механических характеристик грунтов, схемы установок, примененных при полевых испытаниях, а также колонки грунтовых выработок и инженерно-геологические разрезы. На последних должны быть отмечены все места отбора проб грунтов и пункты полевых испытаний грунтов;

д) прогноз изменения инженерно-геологических и гидрогеологических условий территории (площадки) строительства при возведении и эксплуатации зданий и сооружений.

Характеристики грунтов должны быть представлены их нормативными значениями, а удельное сцепление, угол внутреннего трения, объемный вес и временное сопротивление одноосному сжатию скальных грунтов — также и расчетными значениями. Правила вычисления нормативных и расчетных значений приведены в пп. 3.49-3.65 (3.10-3.16).

1.14. Прогноз возможных изменений гидрогеологических условий площадки в процессе строительства и эксплуатации сооружений выполняется по указаниям пп. 3.105-3.112 (3.17-3.20), а учет возможных при этом изменений строительных свойств грунтов производится по указаниям пп. 3.98-3.103.