Инструкция по проектированию и устройству свайных фундаментов зданий и сооружений

Строительство частного дома начинается с проектирования. Эта
статья предназначена для тех, кого интересует постройка жилого дома из дерева
(из бруса, бревна, каркасного дома).

Как известно, древесина, даже обработанная и подготовленная, разрушается быстрее остальных строительных материалов.
При этом, процесс разрушения начинается в том месте, где дерево одновременно контактирует с водой (влагой), землей и воздухом. Т.е., в месте его примыкания к фундаменту.

Соответственно, правильное устройство фундамента под деревянный
дом можно назвать залогом длительного функционирования строения.

инструкция по проектированию и устройству свайных фундаментов зданий и сооружений

Фундамент для деревянного дома своими руками

Фундамент для деревянного дома – СНиП, ГОСТ, нормативные
документы

Строительство фундамента начинается с расчетов и
ознакомления с требованиями. Среди документов, которые регламентируют отдельные
аспекты строительства фундамента выделяют:

  • ГОСТ 13580-85 «Плиты железобетонные ленточных фундаментов».
  • СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения, основания и
    фундаменты».
  • СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений».
  • СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты»
  • СП 50-101-2004 «Проектирование и устройство оснований и
    фундаментов зданий и сооружений».
  • Руководство по проектированию оснований и фундаментов на
    пучинистых грунтах.
  • Другие нормативные акты (региональные или же те, которые
    касаются работы на конкретных видах грунтов).

При этом стоит отметить, что рекомендации, приведенные в
положениях и нормах, только в ключевых моментах определяют требования к
процессу строительства. Но, частный дом может отличаться размерами, этажностью,
материалом строительства. Соответственно, устройство фундамента под деревянный
дом будет иметь массу вариаций, применяемых в каждом конкретном случае. Однако
нужно учесть, что фундамент должен превышать уровень грунта на 500 мм.

Устройство фундамента для деревянного дома

Что бы ответить на этот вопрос, нужно рассмотреть факторы, определяющие тип фундамента:

  • место расположение дома. Является отправной точкой всех
    последующих геологических изысканий. Важно не строить дом вблизи обрывов,
    водоемов, где непрочные грунты. А также заранее учесть возможность подключения
    к коммуникациям (газоснабжение, электрификация, водоснабжение);
  • размеры и этажность дома. Чем больше вес дома, тем более
    прочным должен быть фундамент под него. Но, при этом, увеличение этажей
    приводит к большей нагрузке на фундамент, а вот увеличение общей площади дома
    не выдвигает таких требований, т.к. общая нагрузка на единицу площади остается
    неизменной;
  • запроектированный подвал, цокольный этаж;
  • рельеф местности. При больших неровностях возведение
    фундаментов ленточного типа повлечет за собой потребность в вынимании значительного
    количества грунта;
  • тип почвы и ее несущая способность. Выделяют пять типов
    почвы. Чтобы определить тип грунта на участке не обязательно общаться в
    специальные организации, достаточно понаблюдать за почвой после дождя;
  • Глинистая почва медленно впитывает влагу, а в засуху
    покрывается коркой.
  • Суглинистая впитает влагу быстро, но полностью просохнет
    только через пару дней.
  • Песчаная быстро впитает влагу, а приступить к работе можно
    будет практически сразу после дождя.
  • На торфяной плохо растет растительность, она долго
    просыхает.
  • Известковая почва способна быстро впитывать влагу и
    отличается появлением светло-серого оттенка земли во время засухи.

Тип почвы определяет ее несущую способность;

  • глубина залегания грунтовых вод. Чем больше влаги находится
    в земле, в непосредственной близости к фундаменту, тем большая вероятность
    того, что при замерзании/оттаивании почва будет вспучиваться;
  • глубина промерзания грунта. Подошва фундамента должна
    находиться ниже уровня промерзания грунта;
  • расход материала, сроки и стоимость работ. Определяется
    застройщиком самостоятельно;
  • эстетичность конструкции. Также зависит от личных
    предпочтений. В любом случае, дальнейшая облицовка фундамента деревянного дома
    цокольным сайдингом, штукатуркой и д.п. позволит достигнуть желаемого эффекта.

Расчет и учет вышеперечисленных факторов позволит выбрать
нужный тип фундамента. Какой фундамент под деревянный дом лучше? Выбрать
соответствующий вариант можно после оценки всех вышеописанных факторов.

Типы и виды фундаментов для деревянных домов

Незначительный вес древесины предполагает использование
таких типов фундамента:

  1. ленточный;
  2. столбчатый;
  3. свайный;
  4. плитный.

1. Ленточный фундамент под деревянный дом

инструкция по проектированию и устройству свайных фундаментов зданий и сооружений

Ленточный фундамент для деревянного дома

Ленточный фундамент один из наиболее распространенных видов
фундамента. Он имеет одинаковое сечение по всему периметру. Его ширина должна
быть на 50 мм. шире, нежели расчетная ширина стены.

Подвиды ленточного фундамента:

инструкция по проектированию и устройству свайных фундаментов зданий и сооружений

Глубокозаглубленный ленточный фундамент. Заливается по периметру
здания и внутренних стен. Применяется если:

  • грунт на участке относится к категории пучинистых;
  • при значительной глубине промерзания грунта;
  • при пролегании грунтовых вод в непосредственной близости к
    поверхности почвы;
  • при наличии подвала, цокольного этажа, гаража;
  • в случае многоэтажного строительства.

Устройство ленточного фундамента деревянного дома

Технология строительства:

  • рытье котлована. Глубина фундамента под деревянный дом
    должна превышать уровень промерзания грунта на 200 мм. А ширина равняется
    расчетной ширине фундамента, плюс 400-500 мм. на опалубку и удобство работы;
  • устройство песчано-цементной подушки. Для этого на дно
    котлована насыпается слой смеси толщиной 150-200 мм. Чтобы уплотнить смесь ее
    нужно полить водой, а затем утрамбовать. Обустройство подушки позволит снизить
    нагрузку на фундамент в период между сезонами;
  • установка опалубки. Чтобы поверхность фундамента была ровной
    нужно сбивать опалубку с внутренней стороны, а гвозди забивать снаружи. Такой
    прием позволит упростить демонтаж опалубки.

Нюанс. Чтобы демонтированная опалубка могла еще пригодиться,
советуем выбирать материал для её строительства исходя из дальнейших
потребностей. Например, если вы планируете использовать металлочерепицу в
качестве кровельного материала, используйте обрезную доску для опалубки. Если
битумную черепицу, тогда отдайте предпочтение фанере. При этом с внутренней
стороны опалубки нужно набить пленку. Таким образом, пиломатериал можно будет
использовать для устройства стропильной системы.

  • чтобы опалубка не расползлась под напором бетона нужно
    установить распорки.
  • укладка арматуры. Металлические пруты могут быть уложены в
    несколько рядов. Однако следует помнить, что сварочные работы при связывании
    арматуры не проводятся. Крепление прутов арматуры между собой происходит с
    использованием проволоки;
  • между арматурой устанавливаются трубы. Они нужны для
    прокладки коммуникаций и вентиляции.
  • заливка бетона. При этом, если работа растягивается на
    несколько дней, то каждый предыдущий слой должен высохнуть. А заливка ведется
    методом «по мокрому».

Важно. После каждого этапа нужно проверять горизонталь
строительным уровнем.

Прежде чем приступать к строительству здания, фундамент
должен выстояться в течение нескольких недель. За это время фундамент может
просесть и будет время устранить неполадки. В противном случае, усадка
фундамента повлечет за собой усадку и деформацию стен.

Альтернативой монолитному фундаменту является блочный. В
этом случае, блоки выкладываются в несколько рядов на необходимую высоту,
скрепляются между собой цементным раствором и обвязываются армировочной сеткой.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент. МЗЛФ чаще всего
отдается предпочтение именно при строительстве деревянных домов. Поскольку вес
деревянного дома значительно меньше кирпичного.

Высота малозаглубленного монолитного фундамента находится в
пределах от 300 до 500 мм, поэтому применяется в тех случаях, когда нужно
снизить расходы на строительство фундамента, без нарушения его
технико-эксплуатационных характеристик.

Незаглубленный фундамент используется под временные или
легкие небольшие деревянные строения.

2. Столбчатый фундамент под деревянный дом

инструкция по проектированию и устройству свайных фундаментов зданий и сооружений

Столбчатый фундамент для деревянного дома

Материал подготовлен для сайта www.moydomik.net

Постройка фундамента столбчатого вида предполагает
использование бетонных блоков, кирпичей, асбестовых труб, заливки бетона в
опалубку. Применяется на пучинистых грунтах со значительной глубиной
промерзания. А также на неровной местности и при строительстве домов, в которых
не предусмотрен подвал.

Использование такого фундамента позволяет установить дом на
надежном грунте и при этом снизить расход бетона. Столбы в данном случае,
устанавливаются в ключевых точках.

Устройство столбчатого фундамента под деревянный дом

Технология строительства:

  • определить место установки столбов. Расстояние между ними
    зависит от длины дома, но не должно быть меньше 1,5-2 м. Обязательной является
    установка столбов на углах здания, а также в месте примыкания и пересечения
    стен;
  • углубить столб в грунт на глубину 50-70 см. Песчаная подушка
    под каждый столб — это обязательное условие при устройстве любого вида опор.
    Если изготовление столба происходит на месте установки, нужно изготовить
    опалубку и использовать арматуру;

Совет. Более современным способом установки столбов будет
использование технологии ТИСЭ. Она предусматривает расширение столба опоры
внизу. Такая конструкция более прочная и может быть установлена на любом типе
грунта (исключая плавун). А легкий монтаж позволяет ускорить работы и обойтись
без привлечения техники.

инструкция по проектированию и устройству свайных фундаментов зданий и сооружений

Фундамент ТИСЭ

  • обустроить деревянный или металлический ростверк поверх
    столбов. Благодаря этому нагрузка от веса дома будет равномерно перераспределяться
    между опорами.

3. Свайный фундамент для деревянного дома

инструкция по проектированию и устройству свайных фундаментов зданий и сооружений

Свайный фундамент для деревянного дома

Деревянные дома на свайном фундаменте возводятся на грунтах
неустойчивого типа и при неровном рельефе местности. Еще одной предпосылкой
является высокий или постоянно меняющийся уровень залегания грунтовых вод.
Кроме того, свайный фундамент — это отличный способ удешевить постройку дома и
повысить его ремонтопригодность.

Нюанс. Такой тип фундамента не подходит для устройства
подвала. А, кроме того, многие практики утверждают, что такой фундамент не
пригоден в том случае, если планируется постройка гаража на общем с домом
фундаменте. Большой уклон создает трудности с заездом в гараж, особенно при
плохих погодных условиях.

Технология заливки свайного типа фундамента подобна
столбчатому. Разница в том, что в этом случае опоры не укапываются в землю, а
ввинчиваются. Т.к., свая имеет бур на конце, который позволяет пробурить грунт
на глубину ниже уровня промерзания. Это упрощает работу и сокращает сложность и
стоимость монтажа. Далее свая заливается бетоном.

Нюанс. Известны случаи, когда замерзший грунт подрывал сваю,
поэтому специалисты рекомендуют сделать ее боковую поверхность гладкой. Для
этого подойдет пленка или асбестовая труба.

Между сваями также обустраивается ростверк.

4. Плитный фундамент под деревянный дом

инструкция по проектированию и устройству свайных фундаментов зданий и сооружений

Плитный фундамент для деревянного дома применяется там, где
присутствуют сложные грунты. Подвижность таких грунтов нивелируется
изготовлением монолитной армированной бетонной плиты, которая равна площади
дома. Существенное преимущество плиты в том, что она подвижная, а значит, дом
не деформируется от движения грунта под ним.

Заливка плитного фундамента весьма затратное и хлопотное
мероприятие, состоящее из таких этапов:

  • рытье котлована. Ввиду его размеров нужно будет привлекать
    дополнительно технику;
  • обустройство песчано-цементной подушки;
  • укладка арматуры;
  • заливка бетоном.

Особая сложность в строительстве такого
фундамента это обеспечение равномерного высыхания бетона по всей поверхности
плиты.

Какой бетон нужен для фундамента деревянного дома

Нормативная документация:

  • ГОСТ Б В.2.7-44-96 «Цемент».
  • ГОСТ Б В.2.7-46-96 «Цементы общестроительного назначения».
  • ГОСТ В.2.7-65-97 «Добавки для бетонов и строительных
    растворов».
  • ГОСТ В.2.7-69-98 «Добавки для бетонов. Методы определения».

Если коротко, то при выборе цемента для бетона нужно принять
во внимание особенности почвы, предполагаемую нагрузку, вид фундамента, высоту
залегания грунтовой воды.

Что касается марки цемента, то для деревянных одноэтажных
домов пригодна марка М150. Однако профессионалы советуют не экономить на марке
и приобретать цемент с маркой не ниже М400. При этом следует отдать
предпочтение портландцементу с добавками, который обладает необходимыми
свойствами.

Сделать бетон своими руками на основе цемента марки М400
можно руководствуясь данными таблицы, где Ц-цемент, П – песок, Щ – щебень.

инструкция по проектированию и устройству свайных фундаментов зданий и сооружений

При строительстве деревянного загородного дома или дачи, особое внимание нужно уделить гидроизоляции фундамента. Чтобы предотвратить растрескивание фундамента, после заливки его обрабатывают различными составами (например, пенетроном) или пленками на основе битума. Гидроизоляция позволяет защитить фундамент от воды (грунтовой, талой, дождевой).

Дополнительно залитая отмостка возле дома позволит отвести воду и сохранить фундамент. Отличной защитой от влаги станет и отлив на фундамент деревянного дома. Его монтируют таким
образом, чтобы он защищал цоколь строения.

инструкция по проектированию и устройству свайных фундаментов зданий и сооружений

Отлив на фундамент деревянного дома

Заключение

Надеемся, что приведенная в статье информация и инструкции
позволят разобраться, какие бывают типы фундаментов под деревянный дом, как
сделать тот или иной фундамент своими руками, и какие факторы нужно учесть при
выборе.

2014 год

Содержание

1. Утвердить и ввести в действие Инструкцию по проектированию и устройству свайных фундаментов зданий и сооружений в г. Москве, разработанную ГУП «Научно — исследовательский, проектно — изыскательский и конструкторско — технологический институт оснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова» по заказу Москомархитектуры.

2. Управлению перспективного проектирования и нормативов (Зобнин А.П.) совместно с ГУП «Управление экономических исследований, информатизации и координации проектных работ» (Дронова И.Л.) обеспечить издание и распространение Инструкции.

3. Контроль за выполнением указания возложить на Управление перспективного проектирования и нормативов (Зобнин А.П.).

Первый заместитель председателя
Ю.В. Гольдфайн

Утверждена
указанием Москомархитектуры
от 30 ноября 2001 г. N 44

ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И УСТРОЙСТВУ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ В Г. МОСКВЕ

Предисловие

1. Разработана НИИОСП им. Н.М. Герсеванова (д.т.н. Ильичев В.А. — руководитель темы, д.т.н. Бахолдин Б.В., к.т.н. Игнатова О.И., к.т.н. Конаш В.Е., к.т.н. Мариупольский Л.Г., к.т.н. Михеев В.В., д.т.н. Петрухин В.П., к.т.н. Трофименков Ю.Г.).

2. Подготовлена к изданию Управлением перспективного проектирования и нормативов Москомархитектуры (инженеры Шевяков И.Ю., Щипанов Ю.Б.).

3. Утверждена и введена в действие указанием Москомархитектуры от 30.11.2001 N 44.

Введение

Условия строительства в г. Москве постоянно усложняются — новое строительство ведется на территориях со все более сложными инженерно — геологическими и экологическими условиями (слабые и техногенные грунты, неблагоприятные инженерно — геологические процессы). Реконструкция и строительство новых зданий в черте города, особенно в его центральной части, осуществляются, как правило, рядом с существующей застройкой. Развивается строительство «точечных» высотных зданий с высокими значениями удельной нагрузки на основание, когда свайные фундаменты и комбинированные свайно — плитные фундаменты обычно являются наиболее эффективными видами фундаментов.

Ввод в действие в начале 1998 г. Городских строительных норм «Основания, фундаменты и подземные сооружения» — МГСН 2.07-97 и ряда рекомендаций в развитие МГСН (см. раздел 2) как дополнение и развитие федеральных нормативных документов в строительстве способствовал повышению качества и культуры строительства, надежности существующих зданий при строительстве новых зданий на застроенных площадках с различными инженерно — геологическими и гидрогеологическими условиями.

Вместе с тем некоторые новые технологии выполнения геотехнических работ и конкретные условия строительства в Москве в действующих нормативных документах освещены недостаточно.

В настоящей Инструкции подробно рассматриваются отмеченные выше вопросы, она дополняет действующие нормативные документы применительно к свайным фундаментам, что позволит обеспечить повышение качества и надежности геотехнических работ при снижении их стоимости.

1. Общие положения

1.1. Настоящая Инструкция разработана для г. Москвы в соответствии с требованиями главы СНиП 10-01-94 как дополнение и развитие федеральных и региональных нормативных документов в строительстве (главы СНиП 2.02.01-83*, СНиП 2.02.03-85, СНиП 3.02.01-87, МГСН 2.07-01).

1.2. Целью Инструкции является повышение надежности и экономичности устройства свайных фундаментов гражданских и промышленных зданий за счет применения новых и эффективных их конструкций, а также учета при проектировании природных, техногенных и социальных особенностей строительства в г. Москве.

1.3. Инструкция не распространяется на искусственные сооружения транспортных магистралей, метрополитен, гидротехнические и мелиоративные сооружения, магистральные и промысловые трубопроводы, фундаменты машин с динамическими нагрузками.

1.4. Инструкция обязательна для всех организаций независимо от форм собственности и принадлежности, связанных с проведением инженерных изысканий, проектированием и производством работ по устройству свайных фундаментов в г. Москве. Указанные работы должны выполняться специализированными организациями, имеющими соответствующие лицензии.

1.5. Для качественного выполнения всех работ, рассматриваемых в настоящей Инструкции, должны быть соблюдены следующие требования:

— собраны необходимые для проектирования данные;

— проектирование производится квалифицированными специалистами;

— установлена непрерывная взаимосвязь между изыскателями, проектировщиками и строителями;

— установлен необходимый контроль на заводах стройдеталей и на площадке строительства;

— строительные работы осуществляются обученным персоналом;

— используемые материалы удовлетворяют техническим условиям;

— сооружение будет нормально эксплуатироваться;

— сооружение будет использовано для условий, предусмотренных в проекте.

1.6. Требования п. 1.5 обеспечиваются выполнением полноценных инженерных изысканий для оценки инженерно — геологических и экологических условий строительства, выбором эффективного вида свайного фундамента, соответствующих методов расчета и деталей конструкции фундамента, а также установлением методов контроля при изготовлении конструкций, производстве строительных работ и эксплуатации сооружения.

1.7. Инженерные изыскания для строительства должны проводиться в соответствии с требованиями нормативных документов на изыскания и исследования строительных свойств грунтов и разделом 5 настоящей Инструкции. Результаты инженерных изысканий должны содержать данные, необходимые для обоснованного выбора вида свайного фундамента, определения глубины заложения и размеров свай с учетом прогноза возможных изменений (в процессе строительства и эксплуатации) инженерно — геологических и гидрогеологических условий площадки строительства, а также оценки влияния строительства на соседние сооружения и окружающую среду.

1.8. Свайные фундаменты должны проектироваться на основе:

а) результатов инженерно — геодезических, инженерно — геологических и инженерно — экологических изысканий для строительства;

б) данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности сооружения, действующие нагрузки и условия и срок его эксплуатации;

в) технико — экономического сравнения возможных вариантов проектных решений для принятия варианта, обеспечивающего наиболее полное использование прочностных и деформационных характеристик грунтов и физико — механических свойств материалов фундаментов и подземных сооружений.

При проектировании свайных фундаментов следует учитывать местные условия строительства, окружающую застройку, экологическую обстановку, а также имеющийся опыт строительства и эксплуатации сооружений в аналогичных условиях.

1.9. Для определения состава и объема работ при инженерно — геологических изысканиях, при проектировании и устройстве свайных фундаментов следует учитывать геотехническую сложность объекта строительства (геотехническую категорию), устанавливаемую в соответствии с рекомендациями МГСН 2.07-01.

1.10. В проектах свайных фундаментов зданий и сооружений повышенного уровня ответственности (ГОСТ 27751-88. Изм. N 1), возводимых в сложных инженерно — геологических условиях, следует предусматривать: научно — техническое сопровождение проектирования и строительства; установку необходимых приборов и приспособлений для проведения натурных измерений деформаций как строящихся и реконструируемых, так и расположенных вблизи зданий и сооружений, и поверхности территории вокруг них. Натурные измерения деформаций должны также предусматриваться в случае применения новых или недостаточно изученных конструкций сооружений или их фундаментов, а также если в задании на проектирование имеются специальные требования по измерению деформаций.

1.11. Стадии проектирования свайных фундаментов должны устанавливаться заказчиком и генеральным проектировщиком в зависимости от сложности инженерно — геологических условий, уровня ответственности проектируемого объекта и сроков строительства.

1.12. Расчет свайных фундаментов и их оснований должен проводиться по предельным состояниям первой и второй группы в соответствии с требованиями глав СНиП 2.02.03-85 и 2.03.01-84 и настоящей Инструкции.

Нагрузки и воздействия, учитываемые в расчетах свайных фундаментов, следует принимать в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85.

1.13. Термины и определения, принятые в настоящей Инструкции, соответствуют действующим федеральным и региональным нормативным документам.

2. Нормативные ссылки

1. СНиП 10-01-94 «Система нормативных документов в строительстве. Основные положения».

2. СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия. БСТ: N 5-90, N 11, 12-93».

3. СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений».

4. СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».

5. СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции».

6. СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты».

7. СНиП 11-01-95 «Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений».

8. СНиП 11-02-96 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения».

9. СП 11-102-97 «Инженерно — экологические изыскания для строительства».

10. СП 11-104-97 «Инженерно — геодезические изыскания для строительства».

11. СП 11-105-97 «Инженерно — геологические изыскания для строительства (ч. 1, 2 и 3)».

12. ГОСТ 5686-94 «Грунты. Методы полевых испытаний сваями».

13. ГОСТ 7473-94 «Смеси бетонные. Технические условия».

14. ГОСТ 10181.1-81 «Смеси бетонные. Методы определения удобоукладываемости».

15. ГОСТ 12248-96 «Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости».

16. ГОСТ 14098-91 «Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы, конструкция и размеры».

17. ГОСТ 18105-86 «Бетоны. Правила контроля прочности».

18. ГОСТ 19804.2-79 «Сваи забивные железобетонные цельные сплошные квадратного сечения с поперечным армированием ствола с ненапрягаемой арматурой. Конструкция и размеры».

19. ГОСТ 19804.5-83 «Сваи полые круглого сечения и сваи — оболочки железобетонные цельные с ненапрягаемой арматурой. Конструкция и размеры».

20. ГОСТ 19804.6-83 «Сваи полые круглого сечения и сваи — оболочки железобетонные составные с ненапрягаемой арматурой. Конструкция и размеры».

21. ГОСТ 19912-01 «Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием».

22. ГОСТ 20276-99 «Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости».

23. ГОСТ 20522-96 «Грунты. Метод статистической обработки результатов испытаний».

24. ГОСТ 27751-88 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету. Изменение N 1 ГОСТ 27751-88».

25. ВСН 490-87 «Проектирование и устройство свайных фундаментов и шпунтовых ограждений в условиях реконструкции промышленных предприятий и городской застройки». Минмонтажспецстрой, 1987.

26. МГСН 2.07-01 «Основания, фундаменты и подземные сооружения».

27. Рекомендации по расчету, проектированию и устройству свайных фундаментов нового типа в г. Москве. Москомархитектура, 1997.

28. Рекомендации по проектированию и устройству оснований, фундаментов и подземных сооружений при реконструкции гражданских зданий и исторической застройки. Москомархитектура, 1998.

29. Рекомендации по обследованию и мониторингу технического состояния эксплуатируемых зданий, расположенных вблизи нового строительства или реконструкции. Москомархитектура, 1998.

30. Рекомендации по проектированию и устройству оснований и фундаментов при возведении зданий вблизи существующих в условиях плотной застройки в г. Москве. Москомархитектура, 1999.

3. Условия строительства в г. Москве

3.1. В соответствии с концепциями развития районов и ПДП площадки строительства объектов жилищно — гражданского назначения размещаются в пределах г. Москвы преимущественно на следующих территориях:

— территориях, ранее не предлагавшихся для освоения под жилищно — гражданское строительство;

— территориях со сложной инженерной подготовкой;

— территориях, ранее занимавшихся промышленными предприятиями, выведенными за городскую черту;

— территориях относительно новой застройки за счет ее уплотнения и завершения;

— территориях размещения реконструируемых пятиэтажных домов первого периода панельного домостроения;

— в центральной части города рядом с существующими зданиями и на территориях размещения реконструируемых зданий.

3.2. С точки зрения влияния на выбор видов свайных фундаментов упомянутые в п. 3.1 площадки строительства могут быть сгруппированы следующим образом:

— строительство на вновь выделяемых территориях;

— строительство на территориях после их предварительной инженерной подготовки;

— строительство на свободных (или освобождаемых) территориях в зоне существующей застройки;

— реконструкция зданий с изменением (частичным или полным) их конструкций;

— реконструкция зданий — памятников архитектуры (как правило, без изменения архитектурных и конструктивных элементов).

3.3. Для геологического строения Москвы характерно залегание с поверхности толщ четвертичных отложений различной мощности и генезиса, представленных песчаными и глинистыми грунтами современного и древнего аллювия, моренного и водно — ледникового комплекса. Подстилающие их коренные породы представлены плотными песками мелового возраста, юрскими глинами, карбоновыми известняками и мергелями (табл. 3.1).

Грунтовые воды залегают на глубинах от 1 до 15 м и подвержены сезонным колебаниям. К известнякам карбона приурочен артезианский водоносный горизонт, обладающий напорным характером, режим которого нарушен.

3.4. Инженерно — геологические условия значительной части территории Москвы являются сложными для строительства вследствие развития негативных инженерно — геологических процессов, среди которых можно выделить изменение гидрогеологических условий (в частности, подтопление территории), карстово — суффозионные процессы, оползни, оседание земной поверхности. Гидродинамические процессы, связанные с воздействием поверхностных и подземных вод, проявляются как в формировании значительных депрессионных воронок, так и подтоплении, которое охватывает около 40% территории города.

3.5. Почти на всей территории города развиты техногенные отложения. В центральной части Москвы на поверхности залегает толща техногенных отложений средней мощностью около 3 м на водоразделах и до 20 м в понижениях рельефа. Для этой толщи характерны слоистость, наличие включений, каменистость, загрязненность рядом химических элементов, щелочность. Местами этот слой насыщен остатками строительства: цементом, бетоном, металлическими предметами и перекрыт асфальтобетонным покрытием.

Таблица 3.1

СТРАТИГРАФИЧЕСКАЯ КОЛОНКА Г. МОСКВЫ

      -----------+---------------------------------------¬        ¦Q         ¦ЧЕТВЕРТИЧНАЯ СИСТЕМА                   ¦        +----------+---------------------------------------+        ¦          ¦Современные отложения Q                ¦        ¦          ¦                       4               ¦        +----------+---------------------------------------+        ¦K-Q       ¦Техногенный (насыпной) слой            ¦        ¦   4      ¦                                       ¦        +----------+---------------------------------------+        ¦P-Q       ¦Почвенно - растительный слой           ¦        ¦   4      ¦                                       ¦        +----------+---------------------------------------+        ¦a-Q       ¦Современные аллювиальные отложения     ¦        ¦   4      ¦                                       ¦        +----------+---------------------------------------+        ¦l h-Q     ¦Современные озерно - болотные отложения¦        ¦ 1   4    ¦                                       ¦        +----------+---------------------------------------+        ¦          ¦Верхнечетвертичные отложения Q         ¦        ¦          ¦                              3        ¦        +----------+---------------------------------------+        ¦a-Q       ¦Древние аллювиальные отложения         ¦        ¦   3      ¦                                       ¦        +----------+---------------------------------------+        ¦l h-Q     ¦Древние озерно - болотные отложения    ¦        ¦ 1   3    ¦                                       ¦        +----------+---------------------------------------+        ¦          ¦Среднечетвертичные отложения Q         ¦        ¦          ¦                              2        ¦        +----------+---------------------------------------+        ¦Pr-Q      ¦Покровные отложения                    ¦        ¦    2-3   ¦                                       ¦        +----------+---------------------------------------+        ¦d a-Q     ¦Делювиальные и аллювиально -           ¦        ¦ 1   2-3  ¦делювиальные отложения                 ¦        +----------+---------------------------------------+        ¦   MS     ¦Флювиогляциальные отложения            ¦        ¦f-Q       ¦московского оледенения                 ¦        ¦   2      ¦                                       ¦        +----------+---------------------------------------+        ¦   MS     ¦Морена московского оледенения          ¦        ¦g-Q       ¦                                       ¦        ¦   2      ¦                                       ¦        +----------+---------------------------------------+        ¦   D      ¦Морена днепровского оледенения         ¦        ¦g-Q       ¦                                       ¦        ¦   2      ¦                                       ¦        +----------+---------------------------------------+        ¦   D-M    ¦Флювиогляциальные отложения между      ¦        ¦f-Q       ¦днепровским и московским оледенениями  ¦        ¦   2      ¦                                       ¦        +----------+---------------------------------------+        ¦    D-M   ¦Озерно - ледниковые отложения между    ¦        ¦lg-Q      ¦днепровским и московским оледенениями  ¦        ¦    2     ¦                                       ¦        +----------+---------------------------------------+        ¦    O-D   ¦Озерно - ледниковые отложения между    ¦        ¦lg-Q      ¦окским и днепровским оледенениями      ¦        ¦    2     ¦                                       ¦        +----------+---------------------------------------+        ¦   O-D    ¦Флювиогляциальные отложения между      ¦        ¦f-Q       ¦окским и днепровским оледенениями      ¦        ¦   2      ¦                                       ¦        +----------+---------------------------------------+        ¦   O      ¦Морена окского оледенения              ¦        ¦g-Q       ¦                                       ¦        ¦   1      ¦                                       ¦        +----------+---------------------------------------+        ¦K         ¦МЕЛОВАЯ СИСТЕМА                        ¦        ¦ 1        ¦                                       ¦        +----------+---------------------------------------+        ¦J         ¦ЮРСКАЯ СИСТЕМА                         ¦        ¦ 3        ¦                                       ¦        +----------+---------------------------------------+        ¦C         ¦КАМЕННОУГОЛЬНАЯ СИСТЕМА                ¦        ¦ 3        ¦                                       ¦        ¦----------+----------------------------------------

Следует особо отметить значительное загрязнение грунтов вредными для человека химическими элементами и другими отходами. Опасный уровень загрязнения отмечается на 25% территории города, главным образом в центральной и восточной его части.

3.6. Отмеченные выше отдельные процессы и явления, характеризующие неблагоприятную инженерно — геологическую и экологическую обстановку на территории Москвы, требуют рассмотрения проблем геологического и экологического риска, что делает обязательным при проектировании и строительстве предусматривать проведение мероприятий по снижению интенсивности развития опасных геологических процессов и повышению стабильности геологической среды. Разработка таких мероприятий должна производиться в составе проекта и основываться на результатах комплексного мониторинга состояния окружающей среды, который должен начинаться на стадии инженерно — геологических и инженерно — экологических изысканий. На основе изысканий и мониторинга должны быть даны следующие прогнозы:

1) прогноз изменения физико — механических, химических и фильтрационных свойств грунтов;

2) прогноз техногенных изменений поверхностной гидросферы;

3) прогноз изменений подземной гидросферы;

4) прогноз развития экзогенных геологических процессов, особенно в части специфических структурно — неустойчивых грунтов.

Мониторинг, осуществленный на стадии изысканий, должен дополняться мониторингом на стадии строительства (раздел 14). Этот мониторинг обеспечивает получение данных о ходе выполнения проекта и изменениях в окружающей среде, а для ответственных сооружений является также источником информации для принятия решений в ходе научно — технического сопровождения строительства.

3.7. В связи с намечаемым ростом этажности жилых домов в районах массовой застройки возрастает уровень нагрузки на основание (общая нагрузка от здания, деленная на его площадь). Для типовых зданий высотой более 17 этажей этот уровень нагрузки достигает 0,45 МПа, а для зданий высотой более 75 м — даже 0,5 МПа. Учитывая это, масштабы применения свайных фундаментов должны возрасти.

Что касается реконструируемых зданий, то они имеют различную конструкцию и этажность. При выборе типа фундаментов в большей степени, чем для массового строительства, применяется индивидуальный подход и, как правило, используются фундаментные конструкции из свай.

4. Виды свайных фундаментов, виды и типы свай

4.1. По условиям взаимодействия свай с грунтами основания следует различать три вида свайных фундаментов:

— фундаменты из свай — стоек;

— фундаменты из висячих свай;

— комбинированные свайно — плитные фундаменты (КСП).

4.2. В фундаментах первых двух видов воспринимаемые ими нагрузки от здания передаются на основание целиком сваями. При этом сваи — стойки передают нагрузки на грунты основания исключительно их нижними концами, а висячие сваи — как нижними концами, так и боковыми поверхностями.

4.3. В комбинированных свайно — плитных фундаментах воспринимаемые ими нагрузки от здания передаются на основание как сваями, так и объединяющей их плитой. При этом сваи в составе этих фундаментов должны работать как висячие.

4.4. По способу устройства следует различать два вида свай:

— погружаемые в грунт заранее изготовленные сваи;

— сваи, изготовленные непосредственно на строительной площадке.

4.5. Основными типами свай первого вида, применение которых эффективно при строительстве в г. Москве, являются:

— забивные железобетонные сваи квадратного сплошного сечения, погружаемые в основание забивкой без выемки грунта или в лидерные скважины;

— железобетонные сваи — оболочки (полые круглые), погружаемые вибропогружателями без выемки или с частичной выемкой грунта;

— винтовые сваи, состоящие из металлической винтовой лопасти и трубчатого металлического ствола (трубы) со значительно меньшей (в несколько раз) по сравнению с лопастью площадью поперечного сечения, погружаемые в основание завинчиванием в сочетании с вдавливанием;

— бурозавинчивающиеся сваи, представляющие собой металлическую трубу со спиральной навивкой, погружаемые в основание завинчиванием в сочетании с вдавливанием;

— вдавливаемые железобетонные сваи квадратного сплошного сечения и металлические трубчатые сваи, погружаемые в основание вдавливанием.

4.6. Номенклатура забивных свай и свай — оболочек приведена в табл. 4.1. При этом для обоих типов выделены составные сваи и сваи — колонны.

4.7. При проектировании следует иметь в виду, что применение вместо традиционных железобетонных свай сечением 30 x 30 см свай большого сечения, полых круглых свай, свай — колонн, а также составных свай различного типа дает существенный экономический эффект. При этом следует принимать во внимание, что длина цельных свай ограничена 12 м по условиям их транспортировки в г. Москве.

4.8. Для винтовых свай диаметр винтовой лопасти составляет 40, 60, 80 и 100 см, наружный диаметр ствола примерно в три раза меньше и принимается равным диаметру соответствующей стандартной металлической трубы. Винтовые сваи цельные и поэтому их длина не превышает 12 м.

Таблица 4.1

----------------------------------+------------+------+------------¬  ¦Сваи                             ¦Ширина грани¦Длина ¦Исходная    ¦  ¦                                 ¦или диаметр ¦сваи  ¦рабочая     ¦  ¦                                 ¦сваи        ¦      ¦документация¦  +---------------------------------+------------+------+------------+  ¦Цельные квадратного сплошного    ¦     25     ¦4,5-6 ¦Серия       ¦  ¦сечения с ненапрягаемой арматурой¦            ¦      ¦1.011.1-10, ¦  ¦                                 ¦     30     ¦3-12  ¦вып. 1      ¦  ¦                                 ¦            ¦      ¦            ¦  ¦                                 ¦     35     ¦8-12  ¦            ¦  +---------------------------------+------------+------+------------+  ¦То же, с поперечным армированием ¦То же       ¦То же ¦ГОСТ        ¦  ¦ствола с напрягаемой арматурой   ¦            ¦      ¦19804.2-79  ¦  +---------------------------------+------------+------+------------+  ¦Составные квадратного сплошного  ¦     30     ¦14-20 ¦Серия       ¦  ¦сечения с поперечным армированием¦            ¦      ¦1.011.1-10, ¦  ¦                                 ¦     35     ¦14-24 ¦вып. 8      ¦  ¦                                 ¦            ¦      ¦            ¦  ¦                                 ¦     40     ¦13-20 ¦            ¦  +---------------------------------+------------+------+------------+  ¦Цельные полые круглые            ¦40, 50, 60, ¦4-12  ¦ГОСТ        ¦  ¦                                 ¦80          ¦      ¦19804.5-83  ¦  +---------------------------------+------------+------+------------+  ¦Составные полые круглые          ¦     40     ¦14-26 ¦ГОСТ        ¦  ¦                                 ¦            ¦      ¦19804.6-83  ¦  ¦                                 ¦     50     ¦14-30 ¦            ¦  ¦                                 ¦            ¦      ¦            ¦  ¦                                 ¦   60, 80   ¦14-40 ¦            ¦  +---------------------------------+------------+------+------------+  ¦Сваи - колонны:                  ¦            ¦      ¦            ¦  +---------------------------------+------------+------+------------+  ¦квадратного сечения              ¦     20     ¦5-8   ¦Серия       ¦  ¦                                 ¦            ¦      ¦3.015-5     ¦  ¦                                 ¦   30, 35   ¦5-12  ¦            ¦  +---------------------------------+------------+------+------------+  ¦полые круглые                    ¦ 40, 50, 60 ¦5-12  ¦То же       ¦  ¦---------------------------------+------------+------+-------------

4.9. Для бурозавинчивающихся свай наружный диаметр металлических труб, используемых в качестве их стволов, составляет от 10 до 60 см, а длина, как и остальных цельных свай первого вида, не превышает 12 м. Спиральная навивка представляет собой непрерывный металлический стержень треугольного, квадратного или круглого сечения (например, арматуру) шириной (0,04-0,06) d, приваренный к металлической трубе с шагом (0,5-1,0) d, где d — наружный диаметр трубы.

4.10. Для вдавливаемых свай ширина грани железобетонных квадратных свай составляет 20, 25 и 30 см, а наружный диаметр металлических трубчатых свай изменяется в диапазоне от 15 до 32,5 см и соответствует диаметру стандартной металлической трубы. Вдавливание таких свай (особенно металлических) может осуществляться отдельными секциями, и поэтому длина их не ограничена 12 м, а зависит от грунтовых условий строительной площадки и наибольшего усилия вдавливания, развиваемого сваевдавливающей установкой.

4.11. Основными типами свай второго вида (п. 4.4) по способу их устройства, применение которых эффективно при строительстве в г. Москве, являются:

— буронабивные железобетонные сваи сплошного сечения с уширениями и без них, устраиваемые путем бурения скважин, изготовления при необходимости уширения и последующего их бетонирования;

— буроинъекционные сваи, устраиваемые в пробуренных скважинах путем нагнетания в них (инъекции) мелкозернистой бетонной смеси или цементно — песчаного раствора, либо буроинъекционные сваи РИТ, ствол которых формируется по разрядно — импульсной технологии электрическими разрядами.

4.12. Номенклатура буронабивных свай приведена в табл. 4.2. Сваи должны изготавливаться из тяжелого бетона класса не ниже В15.

4.13. Диаметр буроинъекционных свай составляет от 15 до 25 см, длина — до 40 м.

Таблица 4.2

-------+-----------------------------------------+----------+-------¬  ¦Тип   ¦Способ изготовления сваи                 ¦Диаметр   ¦Длина  ¦  ¦сваи  ¦                                         ¦сваи , ¦сваи, м¦  ¦      ¦                                         ¦см        ¦       ¦  +------+-----------------------------------------+----------+-------+  ¦БСВ   ¦Вращательным и ударно - канатным бурением¦60/160    ¦8-30   ¦  ¦   о  ¦в неустойчивых грунтах с закреплением    ¦          ¦       ¦  ¦      ¦стенок скважин трубами, оставляемыми     ¦80/180    ¦       ¦  ¦      ¦в грунте                                 ¦          ¦       ¦  +------+-----------------------------------------+----------+-------+  ¦БСИ   ¦То же, с извлечением инвентарных обсадных¦88, 98,   ¦8-50   ¦  ¦      ¦труб                                     ¦108, 118  ¦       ¦  +------+-----------------------------------------+----------+-------+  ¦БСВ   ¦Вращательным бурением в неустойчивых     ¦60/160    ¦8-20   ¦  ¦   г  ¦грунтах с закреплением стенок скважин    ¦          ¦       ¦  ¦      ¦глинистым раствором                      ¦          ¦       ¦  +------+-----------------------------------------+----------+-------+  ¦БСС   ¦Вращательным бурением в устойчивых       ¦50/120    ¦8-30   ¦  ¦      ¦глинистых грунтах без закрепления стенок ¦          ¦       ¦  ¦      ¦скважин                                  ¦50/140    ¦       ¦  ¦      ¦                                         ¦          ¦       ¦  ¦      ¦                                         ¦50/160    ¦       ¦  ¦      ¦                                         ¦          ¦       ¦  ¦      ¦                                         ¦60/160    ¦       ¦  ¦      ¦                                         ¦          ¦       ¦  ¦      ¦                                         ¦80/180    ¦       ¦  ¦      ¦                                         ¦          ¦       ¦  ¦      ¦                                         ¦100, 120  ¦       ¦  +------+-----------------------------------------+----------+-------+  ¦БСШ   ¦Вращательным бурением в неустойчивых     ¦30, 40,   ¦5-30   ¦  ¦      ¦грунтах с использованием полого шнека    ¦50        ¦       ¦  ¦------+-----------------------------------------+----------+--------

———————————

Перед чертой указан диаметр ствола, за чертой — диаметр уширения.

5. Требования к инженерно — геологическим изысканиям

5.1. Инженерно — геологические изыскания для проектирования и устройства свайных фундаментов на территории г. Москвы (изыскания для свайных фундаментов) должны проводиться с учетом требований СНиП 11-02-96, СП 11-102-97, СП 11-104-97, СП 11-105-97, МГСН 2.07-01 и настоящей Инструкции.

5.2. Изыскания для свайных фундаментов проводятся в соответствии с программой, составленной организацией, имеющей лицензию на выполнение инженерных изысканий, на основании технического задания проектной организации, разрабатывающей проект фундаментов. Рекомендуемая форма технического задания приведена в приложении А.

В техническом задании предполагаемая длина свай, необходимая для назначения глубины инженерно — геологических выработок, определяется по данным о грунтах, полученных из материалов геологических фондов.

5.3. Изыскания для свайных фундаментов в общем случае включают следующий комплекс работ:

— бурение скважин с отбором образцов и описанием проходимых грунтов;

— статическое, комбинированное и динамическое зондирование грунтов;

— лабораторные исследования физико — механических свойств грунтов и подземных вод;

— прессиометрические испытания грунтов;

— испытания грунтов штампами (статическими нагрузками);

— испытания грунтов эталонными сваями;

— опытные работы, включающие исследования взаимодействия фундаментных конструкций с окружающими грунтами, влияния устройства свайных фундаментов на окружающую среду, в том числе на расположенные вблизи сооружения, и (или) испытания грунтов натурными сваями.

5.4. Обязательными видами работ независимо от геотехнических категорий объектов строительства и типов свай являются бурение скважин, статическое, комбинированное или динамическое зондирование и лабораторные исследования. При этом наиболее предпочтительными методами зондирования являются статическое или комбинированное зондирование, в процессе которого помимо показателей статического зондирования грунтов производится определение их плотности и влажности с помощью радиоактивного каротажа, что позволяет сократить объем бурения скважин и лабораторных исследований грунтов.

5.5. При геотехнической категории II указанные работы следует дополнять прессиометрическими испытаниями, а при применении забивных свай длиной до 12 м — испытаниями грунтов эталонными сваями.

При применении бурозавинчивающихся свай в состав работ следует включать опытные работы, состоящие из опытных погружений свай с целью уточнения назначенных при проектировании размеров спиральной навивки и режима погружения свай, а также испытаний грунтов натурными сваями при приложении статических нагрузок.

При применении комбинированных свайно — плитных фундаментов (КСП) в состав работ следует включать испытания грунтов штампами и сваями.

При использовании буронабивных и буроинъекционных свай опытные работы целесообразно выполнять при больших масштабах строительства, в частности, в перспективных районах массовой застройки.

5.6. При геотехнической категории III в состав изысканий независимо от типов свай следует включать опытные работы и испытания грунтов штампами.

5.7. При передаче на сваи выдергивающих или знакопеременных нагрузок необходимость проведения опытных работ должна определяться в каждом конкретном случае индивидуально. Если по проекту передаваемые на сваи горизонтальные нагрузки превышают 5% вертикальных, то должны проводиться испытания грунтов сваями на горизонтальные нагрузки.

5.8. Опытные работы и испытания грунтов штампами проводят, как правило, на опытных участках, выбираемых по результатам бурения скважин и зондирования и располагаемых в местах наиболее характерных по грунтовым условиям, в зонах наиболее загруженных фундаментов, а также в местах, где возможность погружения свай по грунтовым условиям вызывает сомнение. Испытания грунтов статическими нагрузками целесообразно проводить в основном винтовыми штампами площадью 600 кв. см в скважинах с целью уточнения для рассматриваемой строительной площадки переходных коэффициентов в рекомендуемых действующими нормативными документами, в частности, МГСН 2.07-01, формулах для расчета по данным зондирования и прессиометрических испытаний модуля деформации грунтов.

5.9. Объем изысканий для свайных фундаментов зависит от геотехнической категории объекта строительства, изученности инженерно — геологических условий площадки строительства и от сложности грунтовых условий в зависимости от однородности грунтов по условиям залегания и свойствам. При изысканиях должны быть изучены все разновидности грунтов, встречающиеся на площадке строительства в пределах исследуемой толщи, и общее количество данных для каждого инженерно — геологического элемента должно быть достаточным для их статистической обработки в соответствии с ГОСТ 20522-96.

5.10. Размещение инженерно — геологических выработок (скважин, точек зондирования, мест испытаний грунтов) должно производиться с таким расчетом, чтобы они располагались в пределах контура проектируемого здания либо не далее 5 м от него, а в случаях проектирования комбинированных фундаментных конструкций из бурозавинчивающихся или буросекущихся свай — на удалении не более 2 м от их оси.

5.11. Глубина инженерно — геологических выработок должна быть не менее чем на 5 м ниже проектируемой глубины заложения нижних концов свай при рядовом расположении свай и нагрузках на куст свай до 3 МН и на 10 м ниже — при нагрузках на куст более 3 МН при свайных полях размером до 10 x 10 м. При свайных полях размером более 10 x 10 м и применении комбинированных свайно — плитных фундаментов глубина выработок должна превышать предполагаемое заглубление свай не менее чем на ширину свайного поля или плиты.

При использовании бурозавинчивающихся и буросекущихся свай в составе комбинированных фундаментных конструкций глубина выработок должна быть не менее чем на 1 м ниже требуемой глубины заложения нижних концов свай по условию сопротивления их силам активного давления ограждаемых грунтовых напластований.

При применении буроинъекционных свай для усиления оснований зданий и сооружений глубина выработок назначается на 1 м ниже проектируемой отметки низа усиленного основания.

При наличии на строительной площадке слоев грунтов со специфическими неблагоприятными свойствами (рыхлых песков, слабых глинистых грунтов и техногенных фунтов) глубина выработок определяется с учетом необходимости их проходки на всю толщу слоя для установления глубины залегания подстилающих грунтов и определения их характеристик.

5.12. Изыскания для свайных фундаментов должны обеспечивать получение данных, необходимых для расчетов фундаментных конструкций по I и II группам предельного состояния, и, как минимум, следующих характеристик: плотность и крупность песчаных грунтов, число пластичности, влажность, показатель текучести и плотность глинистых грунтов в пределах всей изучаемой толщи грунтов; прочностные характеристики (удельное сцепление и угол внутреннего трения) грунта, залегающего непосредственно под нижними концами сваи, и угол внутреннего трения грунтов, примыкающих к боковой поверхности свай; модуль деформации грунтов, залегающих под нижними концами свай в пределах сжимаемой толщи.

При применении комбинированных фундаментных конструкций из бурозавинчивающихся или буросекущихся свай данные о прочностных и деформационных характеристиках грунтов необходимо иметь для всей изучаемой толщи грунтов.

5.13. Учитывая затруднения с отбором образцов с ненарушенной структурой в песчаных грунтах, в качестве основного метода определения их плотности и прочностных характеристик для объектов всех геотехнических категорий следует рассматривать зондирование — комбинированное, статическое и динамическое (в порядке информативности и предпочтительности).

Зондирование является основным методом определения модуля деформации как песчаных, так и глинистых грунтов для объектов геотехнической категории I и одним из методов определения модуля деформации (в сочетании с прессиометрическими и штамповыми испытаниями) для объектов геотехнических категорий II и III.

5.14. Определение характеристик грунтов по данным зондирования следует проводить в соответствии с приложением к МГСН 2.07-01.

5.15. Изучение свойств техногенных грунтов (насыпных и намывных) следует выполнять путем зондирования и лабораторными методами на образцах, отбираемых, как правило, из шурфов.

5.16. Технический отчет по результатам инженерно — геологических изысканий для проектирования свайных фундаментов должен содержать:

— схематический план здания с указанием поперечных и продольных граничных осей, расположения скважин, точек зондирования, мест испытания грунтов, опытных работ, линий профилей;

— геолого — литологическое описание строительной площадки и инженерно — геологические разрезы, привязанные к осям здания;

— сведения о нормативных и расчетных характеристиках грунтов каждого инженерно — геологического элемента активной зоны;

— сведения о максимальной глубине промерзания грунтов площадки;

— характеристику гидрогеологических условий площадки, включая данные о количестве и положении горизонтов подземных вод, источниках их питания, связи с ближайшими водоемами, направлении потоков, мест разгрузки, фильтрационных свойствах грунтов, степени агрессивности подземных вод, характере их агрессивности — природной или в результате инфильтрации в грунт производственных или сточных вод, прогноз изменения уровней подземных вод в процессе эксплуатации здания;

— материалы лабораторных, полевых исследований грунтов и опытных работ;

— рекомендации по антикоррозийной защите свай.

Все характеристики грунтов должны приводиться в отчете с учетом прогноза возможных изменений (в процессе строительства и эксплуатации здания) инженерно — геологических и гидрогеологических условий площадки.

В случаях выявления в процессе изысканий прослоев рыхлых песков, слабых глинистых грунтов и опасных геологических процессов (карстово — суффозионных и оползневых) необходимо привести данные об изменении их мощности в пределах активной зоны под проектируемым зданием или сооружением.

6. Исходные данные для проектирования свайных фундаментов

6.1. Исходные данные для проектирования свайных фундаментов должны содержать следующие проектно — изыскательские материалы:

— генеральный план площадки с нанесенными контурами и осями проектируемого сооружения, инженерно — геологическими выработками, планировочными отметками, сведениями о ближайших построенных и предполагаемых к строительству подземных сооружениях;

— общее конструктивное решение надземной части сооружения с необходимыми чертежами (планы, разрезы), абсолютной отметкой 1-го этажа или верха фундамента;

— чертежи подземной части объекта с указанием несущих конструкций, их размеров и отметок низа, размеров и глубины заложения подземных помещений, фундаментов оборудования, расположения проемов в стенах;

— данные о расчетных нагрузках на фундаменты в требуемых сочетаниях с указанием временных нагрузок и цикличности их действия, а также о расчетных нагрузках на полы и месте их приложения. Сведения о возможном изменении в период эксплуатации нагрузок на фундаменты и характере их воздействия;

— данные о предельных величинах общих и неравномерных осадок сооружения.

6.2. Исходные данные для проектирования свайных фундаментов при реконструкции кроме материалов, перечисленных в п. 6.1, должны содержать:

— архивные материалы инженерных изысканий по реконструируемому объекту, если таковые имеются;

— указание о целевом назначении реконструкции (расширение, собственно реконструкция, техническое перевооружение);

— сведения о характере реконструкции сооружения (пристройка, надстройка, перестройка, сооружение подземных помещений и т.д.);

— проект реконструкции здания;

— конструктивные и технологические особенности новых элементов сооружения и их параметры;

— данные о действующих и ожидаемых после реконструкции величинах расчетных нагрузок на фундаменты, в том числе динамических, теплотехнических и др.;

— сведения о наличии и интенсивности утечек из водонесущих коммуникаций, их состоянии, сведения о дренажных системах, химическом составе и агрессивности технологических вод;

— данные об особенностях строительства и эксплуатации объекта, которые могут вызвать изменения окружающей среды;

— сведения о сроках и характере эксплуатации объекта;

— проект производства работ по реконструкции здания в целом;

— отчет по результатам обследования реконструируемого и соседних зданий с данными об истории их строительства, эксплуатации, современном состоянии конструкций, основания и фундаментов, действующих нагрузках на фундаменты;

— данные по наблюдению за осадками оснований фундаментов, если таковые имеются.

7. Выбор видов и типоразмеров свайных фундаментов

7.1. Выбор видов свайных фундаментов целесообразно начинать с рассмотрения особенностей застройки площадок, выделяемых для строительства, и специфики объекта строительства, руководствуясь разделением площадок на группы в соответствии с п. 3.2, а также оценки инженерно — геологических условий площадки строительства, базирующейся на материалах, изложенных в разделе 5 настоящей Инструкции. При этом также учитываются тип, конструктивные особенности и этажность проектируемого здания, уровень нагрузок на основание. Например, комбинированные свайно — плитные фундаменты целесообразно рассматривать лишь применительно к многоэтажным тяжелым зданиям (не менее 12 этажей), строительство которых намечается на площадках, где с поверхности залегают грунты средней прочности, и плитный фундамент не может быть использован по результатам его расчета по деформациям.

Основная область применения бурозавинчивающихся свай — строительство и реконструкция зданий и сооружений вблизи существующей застройки, когда погружение забивных свай может вызвать недопустимые динамические воздействия на близлежащие сооружения, а устройство буронабивных свай — недопустимую разгрузку и разрыхление грунтов при проходке буровых скважин.

Буросекущиеся сваи целесообразно рассматривать в качестве комбинированных фундаментных конструкций (несущих и ограждающих) при устройстве заглубленных сооружений при освоении подземного пространства.

7.2. Далее производится оценка выбранных вариантов свай по показателям технического уровня, учитывающим степень использования прочности материалов свай и грунтов основания и расход материалов на устройство свай.

К таким показателям относятся:

   - коэффициент  использования прочности материала свай и грунтов  основания К , определяемый по формуле:             s
                       K  = F  /F   
Указание Москомархитектуры от 30.11.2001 N 44 Cтр. 1 1. Утвердить и ввести в действие Инструкцию по проектированию и устройству свайных фундаментов зданий и сооружений в г. Москве, разработанную ГУП "Научно - исследовательский, проектно - изыскательский и конструкторско - технологический институт оснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова" по заказу Москомархитектуры. 2. Управлению перспективного проектирования и нормативов (Зобнин А.П.) совместно с ГУП "Управление экономических исследований, информатизации и координации проектных работ" (Дронова И.Л.) обеспечить издание и распространение Инструкции. 3. Контроль за выполнением указания возложить на Управление перспективного проектирования и нормативов (Зобнин А.П.). Первый заместитель председателя Ю.В. Гольдфайн Утверждена указанием Москомархитектуры от 30 ноября 2001 г. N 44
ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И УСТРОЙСТВУ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ В Г. МОСКВЕ Предисловие 1. Разработана НИИОСП им. Н.М. Герсеванова (д.т.н. Ильичев В.А. - руководитель темы, д.т.н. Бахолдин Б.В., к.т.н. Игнатова О.И., к.т.н. Конаш В.Е., к.т.н. Мариупольский Л.Г., к.т.н. Михеев В.В., д.т.н. Петрухин В.П., к.т.н. Трофименков Ю.Г.). 2. Подготовлена к изданию Управлением перспективного проектирования и нормативов Москомархитектуры (инженеры Шевяков И.Ю., Щипанов Ю.Б.). 3. Утверждена и введена в действие указанием Москомархитектуры от 30.11.2001 N 44. Введение Условия строительства в г. Москве постоянно усложняются - новое строительство ведется на территориях со все более сложными инженерно - геологическими и экологическими условиями (слабые и техногенные грунты, неблагоприятные инженерно - геологические процессы). Реконструкция и строительство новых зданий в черте города, особенно в его центральной части, осуществляются, как правило, рядом с существующей застройкой. Развивается строительство "точечных" высотных зданий с высокими значениями удельной нагрузки на основание, когда свайные фундаменты и комбинированные свайно - плитные фундаменты обычно являются наиболее эффективными видами фундаментов. Ввод в действие в начале 1998 г. Городских строительных норм "Основания, фундаменты и подземные сооружения" - МГСН 2.07-97 и ряда рекомендаций в развитие МГСН (см. раздел 2) как дополнение и развитие федеральных нормативных документов в строительстве способствовал повышению качества и культуры строительства, надежности существующих зданий при строительстве новых зданий на застроенных площадках с различными инженерно - геологическими и гидрогеологическими условиями. Вместе с тем некоторые новые технологии выполнения геотехнических работ и конкретные условия строительства в Москве в действующих нормативных документах освещены недостаточно. В настоящей Инструкции подробно рассматриваются отмеченные выше вопросы, она дополняет действующие нормативные документы применительно к свайным фундаментам, что позволит обеспечить повышение качества и надежности геотехнических работ при снижении их стоимости. 1. Общие положения 1.1. Настоящая Инструкция разработана для г. Москвы в соответствии с требованиями главы СНиП 10-01-94 как дополнение и развитие федеральных и региональных нормативных документов в строительстве (главы СНиП 2.02.01-83*, СНиП 2.02.03-85, СНиП 3.02.01-87, МГСН 2.07-01). 1.2. Целью Инструкции является повышение надежности и экономичности устройства свайных фундаментов гражданских и промышленных зданий за счет применения новых и эффективных их конструкций, а также учета при проектировании природных, техногенных и социальных особенностей строительства в г. Москве. 1.3. Инструкция не распространяется на искусственные сооружения транспортных магистралей, метрополитен, гидротехнические и мелиоративные сооружения, магистральные и промысловые трубопроводы, фундаменты машин с динамическими нагрузками. 1.4. Инструкция обязательна для всех организаций независимо от форм собственности и принадлежности, связанных с проведением инженерных изысканий, проектированием и производством работ по устройству свайных фундаментов в г. Москве. Указанные работы должны выполняться специализированными организациями, имеющими соответствующие лицензии. 1.5. Для качественного выполнения всех работ, рассматриваемых в настоящей Инструкции, должны быть соблюдены следующие требования: - собраны необходимые для проектирования данные; - проектирование производится квалифицированными специалистами; - установлена непрерывная взаимосвязь между изыскателями, проектировщиками и строителями; - установлен необходимый контроль на заводах стройдеталей и на площадке строительства; - строительные работы осуществляются обученным персоналом; - используемые материалы удовлетворяют техническим условиям; - сооружение будет нормально эксплуатироваться; - сооружение будет использовано для условий, предусмотренных в проекте. 1.6. Требования п. 1.5 обеспечиваются выполнением полноценных инженерных изысканий для оценки инженерно - геологических и экологических условий строительства, выбором эффективного вида свайного фундамента, соответствующих методов расчета и деталей конструкции фундамента, а также установлением методов контроля при изготовлении конструкций, производстве строительных работ и эксплуатации сооружения. 1.7. Инженерные изыскания для строительства должны проводиться в соответствии с требованиями нормативных документов на изыскания и исследования строительных свойств грунтов и разделом 5 настоящей Инструкции. Результаты инженерных изысканий должны содержать данные, необходимые для обоснованного выбора вида свайного фундамента, определения глубины заложения и размеров свай с учетом прогноза возможных изменений (в процессе строительства и эксплуатации) инженерно - геологических и гидрогеологических условий площадки строительства, а также оценки влияния строительства на соседние сооружения и окружающую среду. 1.8. Свайные фундаменты должны проектироваться на основе: а) результатов инженерно - геодезических, инженерно - геологических и инженерно - экологических изысканий для строительства; б) данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности сооружения, действующие нагрузки и условия и срок его эксплуатации; в) технико - экономического сравнения возможных вариантов проектных решений для принятия варианта, обеспечивающего наиболее полное использование прочностных и деформационных характеристик грунтов и физико - механических свойств материалов фундаментов и подземных сооружений. При проектировании свайных фундаментов следует учитывать местные условия строительства, окружающую застройку, экологическую обстановку, а также имеющийся опыт строительства и эксплуатации сооружений в аналогичных условиях. 1.9. Для определения состава и объема работ при инженерно - геологических изысканиях, при проектировании и устройстве свайных фундаментов следует учитывать геотехническую сложность объекта строительства (геотехническую категорию), устанавливаемую в соответствии с рекомендациями МГСН 2.07-01. 1.10. В проектах свайных фундаментов зданий и сооружений повышенного уровня ответственности (ГОСТ 27751-88. Изм. N 1), возводимых в сложных инженерно - геологических условиях, следует предусматривать: научно - техническое сопровождение проектирования и строительства; установку необходимых приборов и приспособлений для проведения натурных измерений деформаций как строящихся и реконструируемых, так и расположенных вблизи зданий и сооружений, и поверхности территории вокруг них. Натурные измерения деформаций должны также предусматриваться в случае применения новых или недостаточно изученных конструкций сооружений или их фундаментов, а также если в задании на проектирование имеются специальные требования по измерению деформаций. 1.11. Стадии проектирования свайных фундаментов должны устанавливаться заказчиком и генеральным проектировщиком в зависимости от сложности инженерно - геологических условий, уровня ответственности проектируемого объекта и сроков строительства. 1.12. Расчет свайных фундаментов и их оснований должен проводиться по предельным состояниям первой и второй группы в соответствии с требованиями глав СНиП 2.02.03-85 и 2.03.01-84 и настоящей Инструкции. Нагрузки и воздействия, учитываемые в расчетах свайных фундаментов, следует принимать в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85. 1.13. Термины и определения, принятые в настоящей Инструкции, соответствуют действующим федеральным и региональным нормативным документам. 2. Нормативные ссылки 1. СНиП 10-01-94 "Система нормативных документов в строительстве. Основные положения". 2. СНиП 2.01.07-85 "Нагрузки и воздействия. БСТ: N 5-90, N 11, 12-93". 3. СНиП 2.02.01-83* "Основания зданий и сооружений". 4. СНиП 2.02.03-85 "Свайные фундаменты". 5. СНиП 2.03.01-84* "Бетонные и железобетонные конструкции". 6. СНиП 3.02.01-87 "Земляные сооружения, основания и фундаменты". 7. СНиП 11-01-95 "Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений". 8. СНиП 11-02-96 "Инженерные изыскания для строительства. Основные положения". 9. СП 11-102-97 "Инженерно - экологические изыскания для строительства". 10. СП 11-104-97 "Инженерно - геодезические изыскания для строительства". 11. СП 11-105-97 "Инженерно - геологические изыскания для строительства (ч. 1, 2 и 3)". 12. ГОСТ 5686-94 "Грунты. Методы полевых испытаний сваями". 13. ГОСТ 7473-94 "Смеси бетонные. Технические условия". 14. ГОСТ 10181.1-81 "Смеси бетонные. Методы определения удобоукладываемости". 15. ГОСТ 12248-96 "Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости". 16. ГОСТ 14098-91 "Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы, конструкция и размеры". 17. ГОСТ 18105-86 "Бетоны. Правила контроля прочности". 18. ГОСТ 19804.2-79 "Сваи забивные железобетонные цельные сплошные квадратного сечения с поперечным армированием ствола с ненапрягаемой арматурой. Конструкция и размеры". 19. ГОСТ 19804.5-83 "Сваи полые круглого сечения и сваи - оболочки железобетонные цельные с ненапрягаемой арматурой. Конструкция и размеры". 20. ГОСТ 19804.6-83 "Сваи полые круглого сечения и сваи - оболочки железобетонные составные с ненапрягаемой арматурой. Конструкция и размеры". 21. ГОСТ 19912-01 "Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием". 22. ГОСТ 20276-99 "Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости". 23. ГОСТ 20522-96 "Грунты. Метод статистической обработки результатов испытаний". 24. ГОСТ 27751-88 "Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету. Изменение N 1 ГОСТ 27751-88". 25. ВСН 490-87 "Проектирование и устройство свайных фундаментов и шпунтовых ограждений в условиях реконструкции промышленных предприятий и городской застройки". Минмонтажспецстрой, 1987. 26. МГСН 2.07-01 "Основания, фундаменты и подземные сооружения". 27. Рекомендации по расчету, проектированию и устройству свайных фундаментов нового типа в г. Москве. Москомархитектура, 1997. 28. Рекомендации по проектированию и устройству оснований, фундаментов и подземных сооружений при реконструкции гражданских зданий и исторической застройки. Москомархитектура, 1998. 29. Рекомендации по обследованию и мониторингу технического состояния эксплуатируемых зданий, расположенных вблизи нового строительства или реконструкции. Москомархитектура, 1998. 30. Рекомендации по проектированию и устройству оснований и фундаментов при возведении зданий вблизи существующих в условиях плотной застройки в г. Москве. Москомархитектура, 1999. 3. Условия строительства в г. Москве 3.1. В соответствии с концепциями развития районов и ПДП площадки строительства объектов жилищно - гражданского назначения размещаются в пределах г. Москвы преимущественно на следующих территориях: - территориях, ранее не предлагавшихся для освоения под жилищно - гражданское строительство; - территориях со сложной инженерной подготовкой; - территориях, ранее занимавшихся промышленными предприятиями, выведенными за городскую черту; - территориях относительно новой застройки за счет ее уплотнения и завершения; - территориях размещения реконструируемых пятиэтажных домов первого периода панельного домостроения; - в центральной части города рядом с существующими зданиями и на территориях размещения реконструируемых зданий. 3.2. С точки зрения влияния на выбор видов свайных фундаментов упомянутые в п. 3.1 площадки строительства могут быть сгруппированы следующим образом: - строительство на вновь выделяемых территориях; - строительство на территориях после их предварительной инженерной подготовки; - строительство на свободных (или освобождаемых) территориях в зоне существующей застройки; - реконструкция зданий с изменением (частичным или полным) их конструкций; - реконструкция зданий - памятников архитектуры (как правило, без изменения архитектурных и конструктивных элементов). 3.3. Для геологического строения Москвы характерно залегание с поверхности толщ четвертичных отложений различной мощности и генезиса, представленных песчаными и глинистыми грунтами современного и древнего аллювия, моренного и водно - ледникового комплекса. Подстилающие их коренные породы представлены плотными песками мелового возраста, юрскими глинами, карбоновыми известняками и мергелями (табл. 3.1). Грунтовые воды залегают на глубинах от 1 до 15 м и подвержены сезонным колебаниям. К известнякам карбона приурочен артезианский водоносный горизонт, обладающий напорным характером, режим которого нарушен. 3.4. Инженерно - геологические условия значительной части территории Москвы являются сложными для строительства вследствие развития негативных инженерно - геологических процессов, среди которых можно выделить изменение гидрогеологических условий (в частности, подтопление территории), карстово - суффозионные процессы, оползни, оседание земной поверхности. Гидродинамические процессы, связанные с воздействием поверхностных и подземных вод, проявляются как в формировании значительных депрессионных воронок, так и подтоплении, которое охватывает около 40% территории города. 3.5. Почти на всей территории города развиты техногенные отложения. В центральной части Москвы на поверхности залегает толща техногенных отложений средней мощностью около 3 м на водоразделах и до 20 м в понижениях рельефа. Для этой толщи характерны слоистость, наличие включений, каменистость, загрязненность рядом химических элементов, щелочность. Местами этот слой насыщен остатками строительства: цементом, бетоном, металлическими предметами и перекрыт асфальтобетонным покрытием. Таблица 3.1 СТРАТИГРАФИЧЕСКАЯ КОЛОНКА Г. МОСКВЫ
┌──────────┬───────────────────────────────────────┐ │Q │ЧЕТВЕРТИЧНАЯ СИСТЕМА │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │ │Современные отложения Q │ │ │ 4 │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │K-Q │Техногенный (насыпной) слой │ │ 4 │ │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │P-Q │Почвенно - растительный слой │ │ 4 │ │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │a-Q │Современные аллювиальные отложения │ │ 4 │ │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │l h-Q │Современные озерно - болотные отложения│ │ 1 4 │ │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │ │Верхнечетвертичные отложения Q │ │ │ 3 │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │a-Q │Древние аллювиальные отложения │ │ 3 │ │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │l h-Q │Древние озерно - болотные отложения │ │ 1 3 │ │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │ │Среднечетвертичные отложения Q │ │ │ 2 │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │Pr-Q │Покровные отложения │ │ 2-3 │ │ ├──────────┼───────────────────────────────────────┤ │d a-Q │Делювиальные и аллювиально - │
      │ 1   2-3  │делювиальные отложения                 │        ├──────────┼───────────────────────────────────────┤        │   MS     │Флювиогляциальные отложения            │        │f-Q       │московского оледенения                 │        │   2      │                                       │        ├──────────┼───────────────────────────────────────┤        │   MS     │Морена московского оледенения          │        │g-Q       │                                       │        │   2      │                                       │        ├──────────┼───────────────────────────────────────┤        │   D      │Морена днепровского оледенения         │        │g-Q       │                                       │        │   2      │                                       │        ├──────────┼───────────────────────────────────────┤        │   D-M    │Флювиогляциальные отложения между      │        │f-Q       │днепровским и московским оледенениями  │        │   2      │                                       │        ├──────────┼───────────────────────────────────────┤        │    D-M   │Озерно - ледниковые отложения между    │        │lg-Q      │днепровским и московским оледенениями  │        │    2     │                                       │        ├──────────┼───────────────────────────────────────┤        │    O-D   │Озерно - ледниковые отложения между    │        │lg-Q      │окским и днепровским оледенениями      │        │    2     │                                       │        ├──────────┼───────────────────────────────────────┤        │   O-D    │Флювиогляциальные отложения между      │        │f-Q       │окским и днепровским оледенениями      │        │   2      │                                       │        ├──────────┼───────────────────────────────────────┤        │   O      │Морена окского оледенения              │        │g-Q       │                                       │        │   1      │                                       │        ├──────────┼───────────────────────────────────────┤        │K         │МЕЛОВАЯ СИСТЕМА                        │        │ 1        │                                       │        ├──────────┼───────────────────────────────────────┤        │J         │ЮРСКАЯ СИСТЕМА                         │        │ 3        │                                       │        ├──────────┼───────────────────────────────────────┤        │C         │КАМЕННОУГОЛЬНАЯ СИСТЕМА                │        │ 3        │                                       │        └──────────┴───────────────────────────────────────┘

Следует особо отметить значительное загрязнение грунтов вредными для человека химическими элементами и другими отходами. Опасный уровень загрязнения отмечается на 25% территории города, главным образом в центральной и восточной его части.

3.6. Отмеченные выше отдельные процессы и явления, характеризующие неблагоприятную инженерно — геологическую и экологическую обстановку на территории Москвы, требуют рассмотрения проблем геологического и экологического риска, что делает обязательным при проектировании и строительстве предусматривать проведение мероприятий по снижению интенсивности развития опасных геологических процессов и повышению стабильности геологической среды. Разработка таких мероприятий должна производиться в составе проекта и основываться на результатах комплексного мониторинга состояния окружающей среды, который должен начинаться на стадии инженерно — геологических и инженерно — экологических изысканий. На основе изысканий и мониторинга должны быть даны следующие прогнозы:

1) прогноз изменения физико — механических, химических и фильтрационных свойств грунтов;

2) прогноз техногенных изменений поверхностной гидросферы;

3) прогноз изменений подземной гидросферы;

4) прогноз развития экзогенных геологических процессов, особенно в части специфических структурно — неустойчивых грунтов.

Мониторинг, осуществленный на стадии изысканий, должен дополняться мониторингом на стадии строительства (раздел 14). Этот мониторинг обеспечивает получение данных о ходе выполнения проекта и изменениях в окружающей среде, а для ответственных сооружений является также источником информации для принятия решений в ходе научно — технического сопровождения строительства.

3.7. В связи с намечаемым ростом этажности жилых домов в районах массовой застройки возрастает уровень нагрузки на основание (общая нагрузка от здания, деленная на его площадь). Для типовых зданий высотой более 17 этажей этот уровень нагрузки достигает 0,45 МПа, а для зданий высотой более 75 м — даже 0,5 МПа. Учитывая это, масштабы применения свайных фундаментов должны возрасти.

Что касается реконструируемых зданий, то они имеют различную конструкцию и этажность. При выборе типа фундаментов в большей степени, чем для массового строительства, применяется индивидуальный подход и, как правило, используются фундаментные конструкции из свай.

4. Виды свайных фундаментов, виды и типы свай

4.1. По условиям взаимодействия свай с грунтами основания следует различать три вида свайных фундаментов:

— фундаменты из свай — стоек;

— фундаменты из висячих свай;

— комбинированные свайно — плитные фундаменты (КСП).

4.2. В фундаментах первых двух видов воспринимаемые ими нагрузки от здания передаются на основание целиком сваями. При этом сваи — стойки передают нагрузки на грунты основания исключительно их нижними концами, а висячие сваи — как нижними концами, так и боковыми поверхностями.

4.3. В комбинированных свайно — плитных фундаментах воспринимаемые ими нагрузки от здания передаются на основание как сваями, так и объединяющей их плитой. При этом сваи в составе этих фундаментов должны работать как висячие.

4.4. По способу устройства следует различать два вида свай:

— погружаемые в грунт заранее изготовленные сваи;

— сваи, изготовленные непосредственно на строительной площадке.

4.5. Основными типами свай первого вида, применение которых эффективно при строительстве в г. Москве, являются:

— забивные железобетонные сваи квадратного сплошного сечения, погружаемые в основание забивкой без выемки грунта или в лидерные скважины;

— железобетонные сваи — оболочки (полые круглые), погружаемые вибропогружателями без выемки или с частичной выемкой грунта;

— винтовые сваи, состоящие из металлической винтовой лопасти и трубчатого металлического ствола (трубы) со значительно меньшей (в несколько раз) по сравнению с лопастью площадью поперечного сечения, погружаемые в основание завинчиванием в сочетании с вдавливанием;

— бурозавинчивающиеся сваи, представляющие собой металлическую трубу со спиральной навивкой, погружаемые в основание завинчиванием в сочетании с вдавливанием;

— вдавливаемые железобетонные сваи квадратного сплошного сечения и металлические трубчатые сваи, погружаемые в основание вдавливанием.

4.6. Номенклатура забивных свай и свай — оболочек приведена в табл. 4.1. При этом для обоих типов выделены составные сваи и сваи — колонны.

4.7. При проектировании следует иметь в виду, что применение вместо традиционных железобетонных свай сечением 30 x 30 см свай большого сечения, полых круглых свай, свай — колонн, а также составных свай различного типа дает существенный экономический эффект. При этом следует принимать во внимание, что длина цельных свай ограничена 12 м по условиям их транспортировки в г. Москве.

4.8. Для винтовых свай диаметр винтовой лопасти составляет 40, 60, 80 и 100 см, наружный диаметр ствола примерно в три раза меньше и принимается равным диаметру соответствующей стандартной металлической трубы. Винтовые сваи цельные и поэтому их длина не превышает 12 м.

Таблица 4.1

┌─────────────────────────────────┬────────────┬──────┬────────────┐
│Сваи                             │Ширина грани│Длина │Исходная    │  │                                 │или диаметр │сваи  │рабочая     │  │                                 │сваи        │      │документация│  ├─────────────────────────────────┼────────────┼──────┼────────────┤  │Цельные квадратного сплошного    │     25     │4,5-6 │Серия       │  │сечения с ненапрягаемой арматурой│            │      │1.011.1-10, │  │                                 │     30     │3-12  │вып. 1      │  │                                 │            │      │            │  │                                 │     35     │8-12  │            │  ├─────────────────────────────────┼────────────┼──────┼────────────┤  │То же, с поперечным армированием │То же       │То же │ГОСТ        │  │ствола с напрягаемой арматурой   │            │      │19804.2-79  │  ├─────────────────────────────────┼────────────┼──────┼────────────┤  │Составные квадратного сплошного  │     30     │14-20 │Серия       │  │сечения с поперечным армированием│            │      │1.011.1-10, │  │                                 │     35     │14-24 │вып. 8      │  │                                 │            │      │            │  │                                 │     40     │13-20 │            │  ├─────────────────────────────────┼────────────┼──────┼────────────┤  │Цельные полые круглые            │40, 50, 60, │4-12  │ГОСТ        │  │                                 │80          │      │19804.5-83  │  ├─────────────────────────────────┼────────────┼──────┼────────────┤  │Составные полые круглые          │     40     │14-26 │ГОСТ        │  │                                 │            │      │19804.6-83  │  │                                 │     50     │14-30 │            │  │                                 │            │      │            │  │                                 │   60, 80   │14-40 │            │  ├─────────────────────────────────┼────────────┼──────┼────────────┤  │Сваи - колонны:                  │            │      │            │  ├─────────────────────────────────┼────────────┼──────┼────────────┤  │квадратного сечения              │     20     │5-8   │Серия       │  │                                 │            │      │3.015-5     │  │                                 │   30, 35   │5-12  │            │  ├─────────────────────────────────┼────────────┼──────┼────────────┤  │полые круглые                    │ 40, 50, 60 │5-12  │То же       │  └─────────────────────────────────┴────────────┴──────┴────────────┘

4.9. Для бурозавинчивающихся свай наружный диаметр металлических труб, используемых в качестве их стволов, составляет от 10 до 60 см, а длина, как и остальных цельных свай первого вида, не превышает 12 м. Спиральная навивка представляет собой непрерывный металлический стержень треугольного, квадратного или круглого сечения (например, арматуру) шириной (0,04-0,06) d, приваренный к металлической трубе с шагом (0,5-1,0) d, где d — наружный диаметр трубы.

4.10. Для вдавливаемых свай ширина грани железобетонных квадратных свай составляет 20, 25 и 30 см, а наружный диаметр металлических трубчатых свай изменяется в диапазоне от 15 до 32,5 см и соответствует диаметру стандартной металлической трубы. Вдавливание таких свай (особенно металлических) может осуществляться отдельными секциями, и поэтому длина их не ограничена 12 м, а зависит от грунтовых условий строительной площадки и наибольшего усилия вдавливания, развиваемого сваевдавливающей установкой.

4.11. Основными типами свай второго вида (п. 4.4) по способу их устройства, применение которых эффективно при строительстве в г. Москве, являются:

— буронабивные железобетонные сваи сплошного сечения с уширениями и без них, устраиваемые путем бурения скважин, изготовления при необходимости уширения и последующего их бетонирования;

— буроинъекционные сваи, устраиваемые в пробуренных скважинах путем нагнетания в них (инъекции) мелкозернистой бетонной смеси или цементно — песчаного раствора, либо буроинъекционные сваи РИТ, ствол которых формируется по разрядно — импульсной технологии электрическими разрядами.

4.12. Номенклатура буронабивных свай приведена в табл. 4.2. Сваи должны изготавливаться из тяжелого бетона класса не ниже В15.

4.13. Диаметр буроинъекционных свай составляет от 15 до 25 см, длина — до 40 м.

Таблица 4.2

┌──────┬─────────────────────────────────────────┬──────────┬───────┐  │Тип   │Способ изготовления сваи                 │Диаметр   │Длина  │  │сваи  │                                         │сваи , │сваи, м│  │      │                                         │см        │       │  ├──────┼─────────────────────────────────────────┼──────────┼───────┤  │БСВ   │Вращательным и ударно - канатным бурением│60/160    │8-30   │  │   о  │в неустойчивых грунтах с закреплением    │          │       │  │      │стенок скважин трубами, оставляемыми     │80/180    │       │  │      │в грунте                                 │          │       │  ├──────┼─────────────────────────────────────────┼──────────┼───────┤  │БСИ   │То же, с извлечением инвентарных обсадных│88, 98,   │8-50   │  │      │труб                                     │108, 118  │       │  ├──────┼─────────────────────────────────────────┼──────────┼───────┤  │БСВ   │Вращательным бурением в неустойчивых     │60/160    │8-20   │  │   г  │грунтах с закреплением стенок скважин    │          │       │  │      │глинистым раствором                      │          │       │  ├──────┼─────────────────────────────────────────┼──────────┼───────┤  │БСС   │Вращательным бурением в устойчивых       │50/120    │8-30   │  │      │глинистых грунтах без закрепления стенок │          │       │  │      │скважин                                  │50/140    │       │  │      │                                         │          │       │  │      │                                         │50/160    │       │  │      │                                         │          │       │  │      │                                         │60/160    │       │  │      │                                         │          │       │  │      │                                         │80/180    │       │  │      │                                         │          │       │  │      │                                         │100, 120  │       │  ├──────┼─────────────────────────────────────────┼──────────┼───────┤  │БСШ   │Вращательным бурением в неустойчивых     │30, 40,   │5-30   │  │      │грунтах с использованием полого шнека    │50        │       │  └──────┴─────────────────────────────────────────┴──────────┴───────┘

———————————

Перед чертой указан диаметр ствола, за чертой — диаметр уширения.

5. Требования к инженерно — геологическим изысканиям

5.1. Инженерно — геологические изыскания для проектирования и устройства свайных фундаментов на территории г. Москвы (изыскания для свайных фундаментов) должны проводиться с учетом требований СНиП 11-02-96, СП 11-102-97, СП 11-104-97, СП 11-105-97, МГСН 2.07-01 и настоящей Инструкции.

5.2. Изыскания для свайных фундаментов проводятся в соответствии с программой, составленной организацией, имеющей лицензию на выполнение инженерных изысканий, на основании технического задания проектной организации, разрабатывающей проект фундаментов. Рекомендуемая форма технического задания приведена в приложении А.

В техническом задании предполагаемая длина свай, необходимая для назначения глубины инженерно — геологических выработок, определяется по данным о грунтах, полученных из материалов геологических фондов.

5.3. Изыскания для свайных фундаментов в общем случае включают следующий комплекс работ:

— бурение скважин с отбором образцов и описанием проходимых грунтов;

— статическое, комбинированное и динамическое зондирование грунтов;

— лабораторные исследования физико — механических свойств грунтов и подземных вод;

— прессиометрические испытания грунтов;

— испытания грунтов штампами (статическими нагрузками);

— испытания грунтов эталонными сваями;

— опытные работы, включающие исследования взаимодействия фундаментных конструкций с окружающими грунтами, влияния устройства свайных фундаментов на окружающую среду, в том числе на расположенные вблизи сооружения, и (или) испытания грунтов натурными сваями.

5.4. Обязательными видами работ независимо от геотехнических категорий объектов строительства и типов свай являются бурение скважин, статическое, комбинированное или динамическое зондирование и лабораторные исследования. При этом наиболее предпочтительными методами зондирования являются статическое или комбинированное зондирование, в процессе которого помимо показателей статического зондирования грунтов производится определение их плотности и влажности с помощью радиоактивного каротажа, что позволяет сократить объем бурения скважин и лабораторных исследований грунтов.

5.5. При геотехнической категории II указанные работы следует дополнять прессиометрическими испытаниями, а при применении забивных свай длиной до 12 м — испытаниями грунтов эталонными сваями.

При применении бурозавинчивающихся свай в состав работ следует включать опытные работы, состоящие из опытных погружений свай с целью уточнения назначенных при проектировании размеров спиральной навивки и режима погружения свай, а также испытаний грунтов натурными сваями при приложении статических нагрузок.

При применении комбинированных свайно — плитных фундаментов (КСП) в состав работ следует включать испытания грунтов штампами и сваями.

При использовании буронабивных и буроинъекционных свай опытные работы целесообразно выполнять при больших масштабах строительства, в частности, в перспективных районах массовой застройки.

5.6. При геотехнической категории III в состав изысканий независимо от типов свай следует включать опытные работы и испытания грунтов штампами.

5.7. При передаче на сваи выдергивающих или знакопеременных нагрузок необходимость проведения опытных работ должна определяться в каждом конкретном случае индивидуально. Если по проекту передаваемые на сваи горизонтальные нагрузки превышают 5% вертикальных, то должны проводиться испытания грунтов сваями на горизонтальные нагрузки.

5.8. Опытные работы и испытания грунтов штампами проводят, как правило, на опытных участках, выбираемых по результатам бурения скважин и зондирования и располагаемых в местах наиболее характерных по грунтовым условиям, в зонах наиболее загруженных фундаментов, а также в местах, где возможность погружения свай по грунтовым условиям вызывает сомнение. Испытания грунтов статическими нагрузками целесообразно проводить в основном винтовыми штампами площадью 600 кв. см в скважинах с целью уточнения для рассматриваемой строительной площадки переходных коэффициентов в рекомендуемых действующими нормативными документами, в частности, МГСН 2.07-01, формулах для расчета по данным зондирования и прессиометрических испытаний модуля деформации грунтов.

5.9. Объем изысканий для свайных фундаментов зависит от геотехнической категории объекта строительства, изученности инженерно — геологических условий площадки строительства и от сложности грунтовых условий в зависимости от однородности грунтов по условиям залегания и свойствам. При изысканиях должны быть изучены все разновидности грунтов, встречающиеся на площадке строительства в пределах исследуемой толщи, и общее количество данных для каждого инженерно — геологического элемента должно быть достаточным для их статистической обработки в соответствии с ГОСТ 20522-96.

5.10. Размещение инженерно — геологических выработок (скважин, точек зондирования, мест испытаний грунтов) должно производиться с таким расчетом, чтобы они располагались в пределах контура проектируемого здания либо не далее 5 м от него, а в случаях проектирования комбинированных фундаментных конструкций из бурозавинчивающихся или буросекущихся свай — на удалении не более 2 м от их оси.

5.11. Глубина инженерно — геологических выработок должна быть не менее чем на 5 м ниже проектируемой глубины заложения нижних концов свай при рядовом расположении свай и нагрузках на куст свай до 3 МН и на 10 м ниже — при нагрузках на куст более 3 МН при свайных полях размером до 10 x 10 м. При свайных полях размером более 10 x 10 м и применении комбинированных свайно — плитных фундаментов глубина выработок должна превышать предполагаемое заглубление свай не менее чем на ширину свайного поля или плиты.

При использовании бурозавинчивающихся и буросекущихся свай в составе комбинированных фундаментных конструкций глубина выработок должна быть не менее чем на 1 м ниже требуемой глубины заложения нижних концов свай по условию сопротивления их силам активного давления ограждаемых грунтовых напластований.

При применении буроинъекционных свай для усиления оснований зданий и сооружений глубина выработок назначается на 1 м ниже проектируемой отметки низа усиленного основания.

При наличии на строительной площадке слоев грунтов со специфическими неблагоприятными свойствами (рыхлых песков, слабых глинистых грунтов и техногенных фунтов) глубина выработок определяется с учетом необходимости их проходки на всю толщу слоя для установления глубины залегания подстилающих грунтов и определения их характеристик.

5.12. Изыскания для свайных фундаментов должны обеспечивать получение данных, необходимых для расчетов фундаментных конструкций по I и II группам предельного состояния, и, как минимум, следующих характеристик: плотность и крупность песчаных грунтов, число пластичности, влажность, показатель текучести и плотность глинистых грунтов в пределах всей изучаемой толщи грунтов; прочностные характеристики (удельное сцепление и угол внутреннего трения) грунта, залегающего непосредственно под нижними концами сваи, и угол внутреннего трения грунтов, примыкающих к боковой поверхности свай; модуль деформации грунтов, залегающих под нижними концами свай в пределах сжимаемой толщи.

При применении комбинированных фундаментных конструкций из бурозавинчивающихся или буросекущихся свай данные о прочностных и деформационных характеристиках грунтов необходимо иметь для всей изучаемой толщи грунтов.

5.13. Учитывая затруднения с отбором образцов с ненарушенной структурой в песчаных грунтах, в качестве основного метода определения их плотности и прочностных характеристик для объектов всех геотехнических категорий следует рассматривать зондирование — комбинированное, статическое и динамическое (в порядке информативности и предпочтительности).

Зондирование является основным методом определения модуля деформации как песчаных, так и глинистых грунтов для объектов геотехнической категории I и одним из методов определения модуля деформации (в сочетании с прессиометрическими и штамповыми испытаниями) для объектов геотехнических категорий II и III.

5.14. Определение характеристик грунтов по данным зондирования следует проводить в соответствии с приложением к МГСН 2.07-01.

5.15. Изучение свойств техногенных грунтов (насыпных и намывных) следует выполнять путем зондирования и лабораторными методами на образцах, отбираемых, как правило, из шурфов.

5.16. Технический отчет по результатам инженерно — геологических изысканий для проектирования свайных фундаментов должен содержать:

— схематический план здания с указанием поперечных и продольных граничных осей, расположения скважин, точек зондирования, мест испытания грунтов, опытных работ, линий профилей;

— геолого — литологическое описание строительной площадки и инженерно — геологические разрезы, привязанные к осям здания;

— сведения о нормативных и расчетных характеристиках грунтов каждого инженерно — геологического элемента активной зоны;

— сведения о максимальной глубине промерзания грунтов площадки;

— характеристику гидрогеологических условий площадки, включая данные о количестве и положении горизонтов подземных вод, источниках их питания, связи с ближайшими водоемами, направлении потоков, мест разгрузки, фильтрационных свойствах грунтов, степени агрессивности подземных вод, характере их агрессивности — природной или в результате инфильтрации в грунт производственных или сточных вод, прогноз изменения уровней подземных вод в процессе эксплуатации здания;

— материалы лабораторных, полевых исследований грунтов и опытных работ;

— рекомендации по антикоррозийной защите свай.

Все характеристики грунтов должны приводиться в отчете с учетом прогноза возможных изменений (в процессе строительства и эксплуатации здания) инженерно — геологических и гидрогеологических условий площадки.

В случаях выявления в процессе изысканий прослоев рыхлых песков, слабых глинистых грунтов и опасных геологических процессов (карстово — суффозионных и оползневых) необходимо привести данные об изменении их мощности в пределах активной зоны под проектируемым зданием или сооружением.

6. Исходные данные для проектирования свайных фундаментов

6.1. Исходные данные для проектирования свайных фундаментов должны содержать следующие проектно — изыскательские материалы:

— генеральный план площадки с нанесенными контурами и осями проектируемого сооружения, инженерно — геологическими выработками, планировочными отметками, сведениями о ближайших построенных и предполагаемых к строительству подземных сооружениях;

— общее конструктивное решение надземной части сооружения с необходимыми чертежами (планы, разрезы), абсолютной отметкой 1-го этажа или верха фундамента;

— чертежи подземной части объекта с указанием несущих конструкций, их размеров и отметок низа, размеров и глубины заложения подземных помещений, фундаментов оборудования, расположения проемов в стенах;

— данные о расчетных нагрузках на фундаменты в требуемых сочетаниях с указанием временных нагрузок и цикличности их действия, а также о расчетных нагрузках на полы и месте их приложения. Сведения о возможном изменении в период эксплуатации нагрузок на фундаменты и характере их воздействия;

— данные о предельных величинах общих и неравномерных осадок сооружения.

6.2. Исходные данные для проектирования свайных фундаментов при реконструкции кроме материалов, перечисленных в п. 6.1, должны содержать:

— архивные материалы инженерных изысканий по реконструируемому объекту, если таковые имеются;

— указание о целевом назначении реконструкции (расширение, собственно реконструкция, техническое перевооружение);

— сведения о характере реконструкции сооружения (пристройка, надстройка, перестройка, сооружение подземных помещений и т.д.);

— проект реконструкции здания;

— конструктивные и технологические особенности новых элементов сооружения и их параметры;

— данные о действующих и ожидаемых после реконструкции величинах расчетных нагрузок на фундаменты, в том числе динамических, теплотехнических и др.;

— сведения о наличии и интенсивности утечек из водонесущих коммуникаций, их состоянии, сведения о дренажных системах, химическом составе и агрессивности технологических вод;

— данные об особенностях строительства и эксплуатации объекта, которые могут вызвать изменения окружающей среды;

— сведения о сроках и характере эксплуатации объекта;

— проект производства работ по реконструкции здания в целом;

— отчет по результатам обследования реконструируемого и соседних зданий с данными об истории их строительства, эксплуатации, современном состоянии конструкций, основания и фундаментов, действующих нагрузках на фундаменты;

— данные по наблюдению за осадками оснований фундаментов, если таковые имеются.

7. Выбор видов и типоразмеров свайных фундаментов

7.1. Выбор видов свайных фундаментов целесообразно начинать с рассмотрения особенностей застройки площадок, выделяемых для строительства, и специфики объекта строительства, руководствуясь разделением площадок на группы в соответствии с п. 3.2, а также оценки инженерно — геологических условий площадки строительства, базирующейся на материалах, изложенных в разделе 5 настоящей Инструкции. При этом также учитываются тип, конструктивные особенности и этажность проектируемого здания, уровень нагрузок на основание. Например, комбинированные свайно — плитные фундаменты целесообразно рассматривать лишь применительно к многоэтажным тяжелым зданиям (не менее 12 этажей), строительство которых намечается на площадках, где с поверхности залегают грунты средней прочности, и плитный фундамент не может быть использован по результатам его расчета по деформациям.

Основная область применения бурозавинчивающихся свай — строительство и реконструкция зданий и сооружений вблизи существующей застройки, когда погружение забивных свай может вызвать недопустимые динамические воздействия на близлежащие сооружения, а устройство буронабивных свай — недопустимую разгрузку и разрыхление грунтов при проходке буровых скважин.

Буросекущиеся сваи целесообразно рассматривать в качестве комбинированных фундаментных конструкций (несущих и ограждающих) при устройстве заглубленных сооружений при освоении подземного пространства.

7.2. Далее производится оценка выбранных вариантов свай по показателям технического уровня, учитывающим степень использования прочности материалов свай и грунтов основания и расход материалов на устройство свай.

К таким показателям относятся:

   - коэффициент  использования прочности материала свай и грунтов  основания К , определяемый по формуле:             s                         K  = F  /F