Что такое основание фундамента
Обновлено: 11.05.2024
При строительстве мостов на устройство фундаментов затрачивают до 40% времени и труда и до 30% финансовых средств, а в сложных инженерно-геологических условиях эти показатели еще выше.
Повышение экономической эффективности фундаментостроения должно осуществляться в неразрывной связи с повышением качества работ, которое во многом предопределяет надежность и долговечность любых сооружений в целом. Особое внимание требуется уделять доброкачественному проектированию и выполнению подземных работ, поскольку из-за отсутствия надежных методов контроля за состоянием оснований и фундаментов в период эксплуатации сооружений не всегда удается своевременно принять необходимые меры по устранению последствий случайных дефектов. Такие дефекты, возникшие в результате допущенных ошибок при проектировании и не замеченные в период возведения фундаментов, в дальнейшем, спустя некоторое время, начинают проявляться в виде разного рода деформаций сооружений, затрудняющих или исключающих нормальную их эксплуатацию. Устранение дефектов, как правило, требует затрат, значительно превышающих первоначальные, а для мостов, кроме того, и длительных перерывов или ограничений движения обращающихся нагрузок.
Чтобы проектировать и строить фундаменты не только экономично, но, главное, надежно, необходимо ясно представлять, как передаются на грунты нагрузки от сооружений, особенности поведения грунтов под действием на них сжимающих, выдергивающих и сдвигающих нагрузок, как изменяются свойства разных грунтов при действии на них воды, какие фундаменты и в каких грунтах следует применять, какими способами их возводить. Ответы на перечисленные и многие другие вопросы можно получить в результате изучения предмета «Основания и фундаменты».
Для изучения предмета «Основания и фундаменты» необходимо знать основы инженерной геологии, механики грунтов и гидрогеологии. Инженерная геология изучает и оценивает влияние геологических факторов на работу проектируемых зданий и сооружений, а также возможные изменения этих факторов в результате нарушения природных условий при возведении и эксплуатации зданий и сооружений. Механика фунтов занимается изучением напряженно-деформированного состояния и физико-механических свойств грунтов оснований, разработкой методов расчета прочности и деформаций оснований, способов определения давления грунтов на ограждающие конструкции. Гидрогеология изучает подземные воды , содержащиеся в толще грунтов.
Основные понятия. Классификация оснований и фундаментов
Рис. В. 1. Фундамент опоры моста из одного несущего элемента 1 — над фундаментная часть опоры; 2 — фундамент; 3 — поверхность грунта (дно водотока); 4 — уровень размыва; 5 — несущий пласт грунта; 6 — условный контур основания; 7 — подошва фундамента; 8 — боковая грань фундамента; 9 — уступ; 10 — обрез фундамента; d — глубина заложения фундамента; А — высота фундамента; d1 — расчетное заглубление фундамента в грунт
Основанием называют часть массива грунтов, непосредственно воспринимающую нагрузку и вследствие этого подверженную деформациям под ее воздействием. Основание из грунтов природного сложения называют естественным. Основание из предварительно уплотненных или укрепленных тем или иным способом грунтов называют искусственным.
Если основание состоит из одного слоя грунта, его называют однородным, если из нескольких слоев — неоднородным. Слой (пласт) грунта, на который опирается фундамент, называют несущим слоем, а нижележащие слои — подстилающими.
Фундаментом называют часть здания или сооружения, находящуюся ниже поверхности грунта (на суше) или ниже самого низкого (меженного) уровня воды в водотоке (водоеме) и предназначенную для передачи нагрузок на основание. Различают массивные фундаменты, состоящие из одного несущего элемента (рис. В.1), и не массивные, состоящие из группы (куста) несущих элементов — свай разных видов, свай-оболочек (оболочек), свай-столбов (столбов), объединенных в единую конструкцию плитой, называемой ростверком (рис. В. 2).
Независимо от типа фундаментов и особенностей их конструкции принято называть обрезом фундамента
Рис. В. 2. Фундамент из куста несущих элементов 1 — над фундаментная часть опоры; 2 — фундамент; 3 — ростверк; 4 — тампонажный слой бетона; 5 — несущие элементы; 6—поверхность грунта (дно водотока); 7 — уровень размыва; 8 — несущий пласт грунта; 9 — подошва тампонажного слоя; 10—боковая поверхность ростверка; 11 — обрез фундамента
поверхность его соприкасания с над фундаментной частью здания или сооружения; подошвой фундамента нижнюю поверхность его соприкасания с грунтом основания; высотой фундамента расстояние от его подошвы или нижнего конца (низа) несущих элементов до обреза; глубиной заложения фундамента расстояние от поверхности грунта или уровня воды в водоеме до подошвы фундамента или низа несущих элементов.
Под воздействием на фундамент вертикальных нагрузок, равномерно сжимающих грунты основания, происходят перемещения зданий и сооружений, называемые осадкой. При действии на фундаменты неравномерных сжимающих нагрузок наблюдаются наклоны, именуемые кренами. Воздействие больших горизонтальных нагрузок иногда приводит к смещениям, называемым сдвигами.
Для предотвращения возможности появления недопустимых осадок, кренов или сдвигов зданий и сооружений (исходя из условия обеспечения их нормальной эксплуатации) фундаменты закладывают на некоторой глубине от дневной поверхности, чтобы
В. 3. Безростверковая опора 1 — подферменная плита (насадка); 2 — стойка; 3 — фундамент стойки; 4 — поверхность грунта (дно водотока); 5 — уровень размыва
Все здания и сооружения опираются на поверхностные слои земли (глины, пески, скальные породы и др.), именуемые в строительной практике грунтами.
передать расчетные нагрузки на более прочные грунты.
В зависимости от особенностей передачи нагрузки на грунты основания фундаменты подразделяют на два типа: мелкого и глубокого заложения. Характерной особенностью фундаментов мелкого заложения (см. рис. В. 1), иногда неправильно называемых «фундаментами на естественном основании», является передача на основание вертикальных, горизонтальных и изгибающих (от моментов) нагрузок от над фундаментной части сооружения только через их подошву. Их боковая поверхность в работе не участвует из-за невозможности, как правило, обеспечить засыпку пазух между боковыми поверхностями фундаментов и котлованов грунтом с плотностью, равной или выше природной. В отличие от фундаментов мелкого заложения нагрузки, воспринимаемые фундаментами глубокого заложения (см. рис. В. 2), передаются на грунт не только через их подошву или торец несущих элементов в виде свай, оболочек, столбов либо опускных колодцев, но и через их боковую поверхность вследствие проявления сил трения, сопротивляющихся вдавливанию (вертикальному смещению) фундаментов в грунт, и сил бокового отпора грунта, сопротивляющихся смещению (сдвигу или повороту) фундаментов.
Благодаря тому, что в работе фундаментов глубокого заложения кроме подошвы участвует их боковая поверхность, повышается степень использования прочностных свойств материалов, а следовательно, сокращается их расход. Для устройства фундаментов глубокого заложения в равных с фундаментами мелкого заложения условиях требуется, в зависимости от конструкции фундаментов и сложности местных особенностей строительства, в 2—4 раза меньше бетона. При этом объем земляных работ сокращается в 5—10 раз, затраты труда и сроки строительства фундаментов уменьшаются в 1,5—3 раза. Кроме существенной экономической эффективности фундаменты глубокого заложения обладают более высокой надежностью.
Водопропускные трубы сооружают, как правило, с фундаментами мелкого заложения и редко с фундаментами из свай разных типов. Опоры мостов традиционной конструкции, имеющие над фундаментную часть, возводят с фундаментами как мелкого, так и глубокого заложения.
Применяемые для мостов, водопропускных труб, зданий и других сооружений фундаменты мелкого и глубокого заложения подразделяют по конструктивным особенностям. Фундаменты мелкого заложения можно разделить на массивные, сплошные в виде плиты, ленточные, стоечные, комбинированные. Фундаменты глубокого заложения подразделяют по виду несущих элементов: из свай, оболочек, столбов или опускных колодцев.
В свою очередь фундаменты перечисленных видов могут быть монолитными, полностью возводимыми на месте постройки, и сборными, монтируемыми из заранее изготовленных элементов. Промежуточное положение занимают сборно-монолитные фундаменты, состоящие из сборных элементов, омоноличиваемых бетоном, например сваи с монолитной плитой, фундаменты из сборных железобетонных оболочек, заполняемых бетоном, и т. п.
Помимо перечисленных основных видов фундаментов в практике строительства мостов и труб известны разновидности фундаментов, представляющие собой видоизмененные основные конструкции, например безростверковые фундаменты опор мостов, так называемые безростверковые опоры. Характерной особенностью таких опор (рис. В. 3) является использование нижней заглубленной в грунт части стоек в качестве фундамента, не имеющего объединяющего их ростверка, а верхней части стоек, возвышающейся над грунтом или над водой и объединенной подферменной плитой (насадкой), в качестве над фундаментной конструкции опор. В качестве стоек опор используют сваи, оболочки или столбы.
Безростверковые опоры широко применяют для мостов с длиной пролетных строений до 33 м, в ряде случаев до 100 м. Опоры проектируют преимущественно из одного, реже из двух рядов стоек по фасаду моста. В каждом ряду имеется две и более стоек.
Отказ от устройства ростверка в конструкции опор одновременно с уменьшением потребности в бетоне обеспечивает значительное сокращение затрат ручного труда и сроков возведения опор главным образом благодаря исключению котлованных работ по устройству ростверка.
ОСНОВАНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
Soil bases of buildings and structures
Дата введения 2017-07-01
Предисловие
Сведения о своде правил
1 ИСПОЛНИТЕЛИ - Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений им.Н.М.Герсеванова (НИИОСП им.Н.М.Герсеванова) - институт АО "НИЦ "Строительство"
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"
3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)
В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет
Изменения N 1, 2, 3, 4 внесены изготовителем базы данных по тексту М.: Стандартинформ, 2019; М.: Стандартинформ, 2020; М.: ФГБУ "РСТ", 2022
Введение
Настоящий документ содержит указания по проектированию оснований зданий и сооружений, в том числе подземных, возводимых в различных природных условиях, для различных видов строительства.
Разработаны НИИОСП им.Н.М.Герсеванова - институтом ОАО "НИЦ "Строительство" (д-р техн. наук , д-р техн. наук Е.А.Сорочан, канд. техн. наук И.В.Колыбин - руководители темы; д-р техн. наук Б.В.Бахолдин, д-р техн. наук А.А.Григорян, д-р техн. наук П.А.Коновалов, д-р техн. наук В.И.Крутов, д-р техн. наук Н.С.Никифорова, д-р техн. наук Л.Р.Ставницер, д-р техн. наук В.И.Шейнин; канд. техн. наук А.Г.Алексеев, канд. техн. наук Г.И.Бондаренко, канд. техн. наук В.Г.Буданов, канд. техн. наук A.M.Дзагов, канд. техн. наук Ф.Ф.Зехниев, канд. техн. наук М.Н.Ибрагимов, канд. техн. наук О.И.Игнатова, канд. техн. наук О.Н.Исаев, канд. техн. наук В.А.Ковалев, канд. техн. наук В.К.Когай, канд. техн. наук М.М.Кузнецов, канд. техн. наук И.Г.Ладыженский, канд. техн. наук , канд. техн. наук Д.Е.Разводовский, канд. техн. наук В.В.Семкин, канд. техн. наук А.Н.Труфанов, канд. техн. наук В.Г.Федоровский, канд. техн. наук М.Л.Холмянский, канд. техн. наук А.В.Шапошников, канд. техн. наук Р.Ф.Шарафутдинов, канд. техн. наук О.А.Шулятьев; инж. Д.А.Внуков, инж. А.Б.Мещанский, инж. О.А.Мозгачева, инж. А.Б.Патрикеев, инж. А.И.Харичкин).
Изменение N 1 к СП 22.13330.2016 разработано АО "НИЦ "Строительство" - НИИОСП им.Н.М.Герсеванова (руководитель темы - канд. техн. наук И.В.Колыбин; исполнители - канд. техн. наук Буданов, канд. техн. наук В.А.Ковалев, канд. техн. наук И.Г.Ладыженский, канд. техн. наук Д.Е.Разводовский, канд. техн. наук А.Н.Труфанов, канд. техн. наук О.А.Шулятьев, канд. техн. наук С.О.Шулятьев; инж. А.Б.Патрикеев).
Изменение N 2 разработано авторским коллективом АО "НИЦ "Строительство" - НИИОСП им.Н.М.Герсеванова (канд. техн. наук И.В.Колыбин, канд. техн. наук Д.Е.Разводовский - руководители разработки; канд. техн. наук А.Г.Алексеев, канд. техн. наук В.А.Ковалев, канд. техн. наук В.В.Семкин, канд. техн. наук А.Н.Труфанов, канд. техн. наук А.В.Шапошников, инж. А.Б.Патрикеев).
Изменение N 3 разработано авторским коллективом АО "НИЦ "Строительство" - НИИОСП им.Н.М.Герсеванова (канд. техн. наук И.В.Колыбин, канд. техн. наук Д.Е.Разводовский - руководители разработки; канд. техн. наук В.А.Ковалев, канд. техн. наук М.Л.Холмянский, канд. техн. наук Р.Ф.Шарафутдинов, А.Б.Патрикеев).
Изменение N 4 разработано авторским коллективом АО "НИЦ "Строительство" - НИИОСП им.Н.М.Герсеванова (канд. техн. наук И.В.Колыбин, канд. техн. наук Д.Е.Разводовский - руководители разработки; д-р техн. наук В.И.Шейнин; канд. техн. наук В.А.Ковалев, канд. техн. наук А.Г.Алексеев, канд. техн. наук О.Н.Исаев, канд. техн. наук И.К.Попсуенко, канд. техн. наук А.В.Скориков, канд. техн. наук А.Н.Труфанов, канд. техн. наук О.А.Шулятьев, канд. техн. наук С.О.Шулятьев, А.Б.Патрикеев, В.С.Поспехов).
1 Область применения
Настоящий свод правил распространяется на проектирование оснований вновь строящихся и реконструируемых зданий и сооружений в котлованах, траншеях и открытых выработках, а также на подземные сооружения, возводимые закрытым способом, в части оценки их влияния на окружающую застройку.
Примечание - Далее вместо термина "здания и сооружения" используется термин "сооружения", в число которых входят также подземные сооружения, в том числе устраиваемые закрытым способом.
Настоящий свод правил не распространяется на проектирование оснований гидротехнических сооружений, дорог, аэродромных покрытий, сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, а также оснований глубоких опор и фундаментов машин с динамическими нагрузками.
2 Нормативные ссылки
В настоящем своде правил приведены ссылки на следующие документы:
ГОСТ 5180-2015 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик
ГОСТ 12248.1-2020 Грунты. Определение характеристик прочности методом одноплоскостного среза
ГОСТ 12248.2-2020 Грунты. Определение характеристик прочности методом одноосного сжатия
ГОСТ 12248.3-2020 Грунты. Определение характеристик прочности и деформируемости методом трехосного сжатия
ГОСТ 12248.4-2020 Грунты. Определение характеристик деформируемости методом компрессионного сжатия
ГОСТ 12536-2014 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава
ГОСТ 17177-94 Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы испытаний
ГОСТ 19912-2012 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием
ГОСТ 20276.1-2020 Грунты. Методы испытания штампом
ГОСТ 20276.2-2020 Грунты. Метод испытания радиальным прессиометром
ГОСТ 20276.4-2020 Грунты. Метод среза целиков грунта
ГОСТ 20276.5-2020 Грунты. Метод вращательного среза
ГОСТ 20276.6-2020 Грунты. Метод испытания лопастным прессиометром
ГОСТ 20276.7-2020 Грунты. Метод испытания прессиометром с секторным приложением нагрузки
ГОСТ 20522-2012 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний
ГОСТ 21153.2-84 Породы горные. Методы определения предела прочности при одноосном сжатии
ГОСТ 23740-2016 Грунты. Методы определения содержания органических веществ
ГОСТ 24846-2019 Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений
ГОСТ 24847-2017 Грунты. Методы определения глубины сезонного промерзания
ГОСТ 25584-2016 Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации
ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения
ГОСТ 30416-2020 Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения
ГОСТ 30672-2019 Грунты. Полевые испытания. Общие положения
ГОСТ EN 826-2011 Изделия теплоизоляционные, применяемые в строительстве. Методы определения характеристик сжатия
ГОСТ EN 12087-2011 Изделия теплоизоляционные, применяемые в строительстве. Методы определения водопоглощения при длительном погружении
СП 14.13330.2018 "СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах"
СП 15.13330.2020 "СНиП II-22-81* Каменные и армокаменные конструкции"
СП 21.13330.2012 "СНиП 2.01.09-91 Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах" (с изменением N 1)
СП 24.13330.2011 "СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты" (с изменениями N 1, N 2, N 3)
СП 25.13330.2020 "СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах"
СП 26.13330.2012 "СНиП 2.02.05-87 Фундаменты машин с динамическими нагрузками" (с изменением N 1)
СП 28.13330.2017 "СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии" (с изменениями N 1, N 2)
СП 31.13330.2012 "СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения" (с изменениями N 1, N 2, N 3, N 4, N 5)
СП 32.13330.2018 "СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения" (с изменением N 1)
СП 45.13330.2017 "СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты" (с изменениями N 1, N 2)
СП 47.13330.2016 "СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения" (с изменением N 1)
СП 48.13330.2019 "СНиП 12-01-2004 Организация строительства"
СП 63.13330.2018 "СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения" (с изменением N 1)
СП 70.13330.2012 "СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции" (с изменениями N 1, N 3, N 4)
СП 71.13330.2017 "СНиП 3.04.01-87 Изоляционные и отделочные покрытия" (с изменением N 1)
СП 100.13330.2016 "СНиП 2.06.03-85 Мелиоративные системы и сооружения" (с изменением N 1)
СП 103.13330.2012 "СНиП 2.06.14-85 Защита горных выработок от подземных и поверхностных вод"
СП 116.13330.2012 "СНиП 22-02-2003 Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения" (с изменением N 1)
Относительная разность осадок
Максимальная или средняя осадка, см
1 Производственные и гражданские одноэтажные и многоэтажные здания с полным каркасом:
то же, с устройством железобетонных поясов или монолитных перекрытий, а также здания монолитной конструкции
то же, с устройством железобетонных поясов или монолитных перекрытий
2 Здания и сооружения, в конструкциях которых не возникают усилия от неравномерных осадок
3 Многоэтажные бескаркасные здания с несущими стенами из:
крупных блоков или кирпичной кладки без армирования
то же, с армированием, в том числе с устройством железобетонных поясов или монолитных перекрытий, а также здания монолитной конструкции
4 Сооружения элеваторов из железобетонных конструкций:
рабочее здание и силосный корпус монолитной конструкции на одной фундаментной плите
то же, сборной конструкции
отдельно стоящий силосный корпус монолитной конструкции
то же, сборной конструкции
5 Дымовые трубы высотой Н, м:
100200
200300
6 Жесткие сооружения высотой до 100 м, кроме указанных в пунктах таблицы 4 и 5
7 Антенные сооружения связи:
стволы мачт заземленные
то же, электрически изолированные
башни коротковолновых радиостанций
башни (отдельные блоки)
8 Опоры воздушных линий электропередачи:
анкерные и анкерно-угловые,
промежуточные угловые, концевые, порталы открытых распределительных устройств специальные переходные
1 Значение предельной максимальной осадки основания фундаментов применяется к сооружениям, возводимым на отдельно стоящих фундаментах на естественном (искусственном) основании или на свайных фундаментах с отдельно стоящими ростверками (ленточные, столбчатые и т.п.).
2 Значение предельной средней осадки основания фундаментов применяются к сооружениям, возводимым на едином монолитном железобетонном фундаменте неразрезной конструкции (перекрестные ленточные и плитные фундаменты на естественном или искусственном основании, свайные фундаменты с плитным ростверком, плитно-свайные фундаменты и т.п.).
3 Предельные значения относительного прогиба зданий, указанных в пункте 3 таблицы, принимают равными 0,5, а относительного выгиба - 0,25.
4 При определении относительной разности осадок в пункте 8 таблицы Г.1 за L принимают расстояние между осями блоков фундаментов в направлении горизонтальных нагрузок, а в опорах с оттяжками - расстояние между осями сжатого фундамента и анкера.
5 Если основание сложено горизонтальными (с уклоном не более 0,1), выдержанными по толщине слоями грунтов, предельные значения максимальных и средних осадок допускается увеличивать на 20%.
6 Предельные значения подъема основания, сложенного набухающими грунтами, допускается принимать: максимальный и средний подъем в размере 25% и относительную разность осадок в размере 50% соответствующих предельных значений деформаций, приведенных в настоящем приложении, а относительный выгиб - в размере 0,25.
7 На основе обобщения опыта проектирования, строительства и эксплуатации отдельных видов сооружений допускается принимать предельные значения деформаций основания фундаментов, отличающиеся от указанных в настоящем приложении.
СВОД ПРАВИЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ
Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений
Design and construction of soil bases and foundations for buildings and structures
1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-изыскательским и конструкторско-технологическим институтом оснований и подземных сооружений им. Н.М.Герсеванова (НИИОСП) - филиалом ФГУП "НИЦ "Строительство"
ВНЕСЕН Управлением технического нормирования, стандартизации и сертификации в строительстве и ЖКХ Госстроя России
3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
ВНЕСЕНЫ: правки на основании информации об опечатках, опубликованной в Информационном Бюллетене о нормативной, методической и типовой проектной документации N 8, 2008 г.; информации об опечатках, опубликованной в Информационном Бюллетене о нормативной, методической и типовой проектной документации N 8, 2010 г.
Правки внесены изготовителем базы данных
Введение
Свод правил по проектированию и устройству оснований и фундаментов зданий и сооружений разработан в развитие обязательных положений и требований СНиП 2.02.01-83* и СНиП 3.02.01-87.
Свод правил содержит рекомендации по проектированию и устройству оснований и фундаментов зданий и сооружений, в том числе подземных и заглубленных, возводимых в различных инженерно-геологических условиях, для различных видов строительства.
Разработан НИИОСП им. Н.М.Герсеванова - филиалом ФГУП НИЦ "Строительство" (доктора техн. наук В.А.Ильичев и Е.А.Сорочан - руководители темы; доктора техн. наук: Б.В.Бахолдин, А.А.Григорян, П.А.Коновалов, В.И.Крутов, В.О.Орлов, В.П.Петрухин, Л.Р.Ставницер, В.И.Шейнин; кандидаты техн. наук: Ю.А.Багдасаров, Г.И.Бондаренко, В.Г.Буданов, Ю.А.Грачев, Ф.Ф.Зехниев, М.Н.Ибрагимов, О.И.Игнатова, И.В.Колыбин, Н.С.Никифорова, B.C.Поляков, В.Г.Федоровский, М.Л.Холмянский; инженеры: Я.М.Бобровский, Б.Ф.Кисин, А.Б.Мещанский); ГУП Мосгипронисельстрой (д-р техн. наук B.C.Сажин).
1 Область применения
Настоящий Свод правил (далее - СП) распространяется на основания и фундаменты вновь строящихся и реконструируемых зданий и сооружений*, возводимых в открытых котлованах.
* Далее вместо термина "здания и сооружения" используется термин "сооружения", в число которых входят также подземные сооружения.
Настоящий СП не распространяется на проектирование и устройство оснований и фундаментов гидротехнических сооружений, опор мостов и труб под насыпями дорог, аэродромных покрытий, сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, свайных фундаментов, а также оснований глубоких опор и фундаментов машин с динамическими нагрузками.
2 Нормативные ссылки
В настоящем Своде правил приведены ссылки на следующие нормативные документы:
СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах
СНиП II-22-81* Каменные и армокаменные конструкции
СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия
СНиП 2.01.09-91 Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах
СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений
СНиП 2.02.02-85* Основания гидротехнических сооружений
СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах
СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии
СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения
СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения
СНиП 2.06.03-85 Мелиоративные системы и сооружения
СНиП 2.06.14-85 Защита горных выработок от подземных и поверхностных вод
СНиП 2.06.15-85 Инженерная защита территории от затопления и подтопления
СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты
СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции
СНиП 3.04.01-87 Изоляционные и отделочные покрытия
СНиП 3.05.05-84 Технологическое оборудование и технологические трубопроводы
СНиП 3.07.03-85* Мелиоративные системы и сооружения
СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения
СНиП 12-01-2004 Организация строительства
СНиП 23-01-99* Строительная климатология
СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения
СП 11-102-97 Инженерно-экологические изыскания для строительства
СП 11-104-97 Инженерно-геодезические изыскания для строительства
СП 11-105-97 Инженерно-геологические изыскания для строительства (ч.I-III)
ГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик
ГОСТ 12536-79 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) состава
ГОСТ 19912-2001 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием
ГОСТ 20276-99 Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости
ГОСТ 20522-96 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний
ГОСТ 22733-2002 Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности
ГОСТ 23061-90 Грунты. Методы радиоизотопных измерений плотности и влажности
ГОСТ 23161-78 Грунты. Метод лабораторного определения характеристик просадочности
ГОСТ 24143-80 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик набухания и усадки
ГОСТ 24846-81 Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений
ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация
ГОСТ 25192-82 Бетоны. Классификация и общие технические требования
ГОСТ 27751-88 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету
ГОСТ 30416-96 Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения
ГОСТ 30672-99 Грунты. Полевые испытания. Общие положения
3 Определения
Определения основных терминов приведены в приложении А.
4 Общие положения
4.1 Основания и фундаменты должны проектироваться на основе и с учетом:
а) результатов инженерных изысканий для строительства;
б) сведений о сейсмичности района строительства;
в) данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности сооружения и условия его эксплуатации;
г) нагрузок, действующих на фундаменты;
д) окружающей застройки и влияния на нее вновь строящихся сооружений;
е) экологических требований (раздел 15);
ж) технико-экономического сравнения возможных вариантов проектных решений для выбора наиболее экономичного и надежного проектного решения, обеспечивающего наиболее полное использование прочностных и деформационных характеристик грунтов и физико-механических свойств материалов фундаментов и других подземных конструкций.
4.2 При проектировании должны быть предусмотрены решения, обеспечивающие надежность, долговечность и экономичность сооружений на всех стадиях строительства и эксплуатации.
При разработке проектов производства работ и организации строительства должны выполняться требования по обеспечению надежности конструкций на всех стадиях их возведения.
4.3 Работы по проектированию следует вести в соответствии с техническим заданием на проектирование и необходимыми исходными данными (4.1). Порядок разработки проектной документации изложен в приложении Б.
4.4 При проектировании следует учитывать уровень ответственности сооружения в соответствии с ГОСТ 27751: I - повышенный, II - нормальный, III - пониженный.
4.5 Инженерные изыскания для строительства, проектирование оснований и фундаментов и их устройство должны выполняться организациями, имеющими лицензии на эти виды работ.
4.6 Инженерные изыскания для строительства должны проводиться в соответствии с требованиями СНиП 11-02, СП 11-102, СП 11-104, СП 11-105, государственных стандартов и других нормативных документов по инженерным изысканиям и исследованиям грунтов для строительства.
Наименование грунтов оснований в описаниях результатов изысканий и в проектной документации следует принимать по ГОСТ 25100.
4.7 Результаты инженерных изысканий должны содержать данные, необходимые для выбора типа основания, фундаментов и подземных сооружений и проведения их расчетов по предельным состояниям с учетом прогноза возможных изменений (в процессе строительства и эксплуатации) инженерно-геологических условий площадки строительства и свойств грунтов, а также вида и объема инженерных мероприятий по ее освоению.
Проектирование без соответствующего инженерно-геологического, а также инженерно-экологического обоснований или при их недостаточности не допускается.
Примечание - При строительстве в условиях существующей застройки инженерные изыскания следует предусматривать не только для вновь строящихся сооружений, но и для окружающей застройки, попадающей в зону их влияния.
4.8 Конструктивное решение проектируемого сооружения и условия последующей его эксплуатации необходимы для выбора типа фундамента, учета влияния конструкций на работу основания, а также на окружающую застройку, для уточнения требований к допускаемым деформациям и т.д.
Основание — часть массива грунта, на которую передается нагрузка от сооружения. Основание называется естественным, если фундамент возводится непосредственно на грунте природного сложения, и искусственным, когда несущая способность грунта увеличена различными способами.
Конструкция фундамента во многом определяется характеристиками грунта, на котором он возводится. Грунт основания должен быть прочным и иметь незначительную сжимаемость и пучинистость. Однако не все грунты обладают такими свойствами. Например, торфяные грунты сильно сжимаются под нагрузкой, а некоторые грунты из группы глинистых при замачивании под нагрузкой дают дополнительные осадки (просадки) или подъем (набухают). Строительство домов на таких грунтах требует проведения различного рода мероприятий, связанных с осушением застраиваемого участка и предотвращением увлажнения основания фундаментов.
Виды грунтов
Грунты, применяемые в качестве основания, подразделяются на глинистые, песчаные, крупнообломочные, скальные и насыпные.
Скальные грунты — наиболее надёжные. Они прочны, не проседают, не размываются и не вспучиваются. Залегают в виде сплошного массива, что редко встречается в Московской области и прилегающих областях. Фундамент можно возводить непосредственно на поверхности такого грунта, без заглубления.
Крупнообломочные грунты — не сцементированный грунт, содержащий песок и более 50% по массе частицы крупнее 2 мм. Подразделяются на два вида. Грунт щебенистый (галечниковый) – масса частиц крупнее 10 мм составляет более 50% массы сухого грунта и грунт дресвяный (гравийный) — масса частиц крупнее 2 мм составляет более 50%. Такой грунт практически не сжимается, и фундамент можно закладывать с заглублением не менее 0,5 м.
Песчаные грунты — сыпучие в сухом состоянии, не обладающие пластичностью во влажном состоянии и содержащие менее 50% по массе частиц крупнее 2 мм. В зависимости от крупности частиц и их количества песчаные грунты подразделяются на пять видов.
Виды песчаных грунтов
| Виды грунтов | Распределение частиц грунта по крупности в % от массы сухого грунта |
| Песок гравелистый | Масса частиц крупнее 2 мм составляет более 25% |
| Песок крупный | Масса частиц крупнее 0,5 мм составляет более 50% |
| Песок средней крупности | Масса частиц крупнее 0,25 мм составляет более 50% |
| Песок мелкий | Масса частиц крупнее 0,1 мм составляет более 75% |
| Песок пылеватый | Масса частиц крупнее 0,1 мм составляет менее 75% |
Примечание. Для установления наименования грунта последовательно суммируются проценты содержания частиц исследуемой породы сначала крупнее 10 мм, затем крупнее 2 мм, далее крупнее 0,5 мм и т.д. Наименование грунта принимается по первому удовлетворяющему показателю в порядке расположения наименований в таблице.
Песчаные грунты разделяются на плотные, средней плотности и рыхлые в зависимости от значений коэффициента (плотности) пористости. По влажности песчаные грунты разделяются: на мало влажные — при заполнении водой до 50% пор; очень влажные — от 50 до 80%; насыщенные — более 80%. Эти показатели необходимы для расчета несущей способности грунтов. Песчаные грунты имеют свойство уплотняться под нагрузкой, т.е. проседать. Прочность песчаных оснований возрастает с увеличением размера частиц. Пески средней крупности при воздействии нагрузки деформируются незначительно и, как и крупные пески, слабо реагируют на увлажнение. Мелкие же пески при увеличении влажности заметно теряют несущую способность. Эти грунты фильтруют воду и промерзают без пучения.
Суглинки и супесь — грунты, занимающие промежуточное положение между песчаными и глинистыми грунтами. При содержании глины от 10 до 30% грунт относят к суглинкам, а при более низком содержании глины — к супеси.
Глинистые грунты — связанные, обладающие во влажном состоянии пластичностью. Такие грунты могут сжиматься, размываться и при замерзании вспучиваться. При таком основании грунта необходимо закладывать фундамент на всю глубину промерзания.
Лёссы и лёссовидные грунты в сухом состоянии достаточно устойчивы в силу наличия прочных структурных связей. Однако при увлажнении эти связи нарушаются, и грунт под нагрузкой проседает.
Торф, представляющий собой смесь глинистых или песчаных грунтов с растительными остатками, характеризуется медленным развитием осадок и большой сжимаемостью. Кроме того, в торфе зачастую возникают среды, агрессивные по отношению к материалам, из которых устроены подземные конструкции здания.
Простейшие методы самостоятельного определения некоторых видов грунта
Глина в сухом состоянии тверда в кусках, вязка, пластична, липка, мажется — во влажном. При растирании между пальцами песчаных частиц не чувствуется, комочки раздавливаются очень трудно, песчинок не видно. При скатывании в сыром состоянии образуется длинный шнур диаметром менее 0,5 мм, а при сдавливании шарик превращается в лепешку, не трескаясь по краям; при резке ножом в сыром состоянии имеет гладкую поверхность, на которой не видно песчинок.
Суглинок — комья и куски в сухом состоянии менее тверды, при ударе рассыпаются на мелкие куски, во влажном состоянии имеют слабую пластичность и липкость, при растирании чувствуются песчаные частицы, комочки раздавливаются легче, ясно видны песчинки на фоне тонкого порошка; при скатывании в сыром состоянии длинного шнура не получается, он рвется; шар, скатываемый в сыром состоянии, при сдавливании образует лепешку с трещинами по краям.
Супесь — в сухом состоянии комья легко рассыпаются и крошатся от удара, непластична, преобладают песчаные частицы, комочки раздавливаются без удара, почти не скатываются в шнур; шар, скатанный в сыром состоянии, при легком давлении рассыпается.
Песок пылеватый напоминает пыль или жесткую муку типа крупчатой, отдельные зерна в массе трудноразличимы.
Песок мелкий имеет зерна, слабо различимые глазом, песок средней крупности в основной массе имеет зерна размером с просяное зерно, в крупном песке – большое количество зерен с размером гречневой крупы.
Гравий (дресва) — зерна размером от 5 — 7 до 10 — 12 мм составляют больше половины по массе. Между ними более мелкое заполнение. Гравий имеет частично окатанные формы, дресва – с острыми краями.
Галька (щебень) — зерна размером более 25 — 35 мм составляют более половины по массе. Между ними — мелкое заполнение. Галька — окатанной формы, щебень — остроугольный.
Песчаные, гравийные и галечниковые грунты — не связные.
Прочность основания будет обеспечена, если давление, которое передается фундаментом на грунт, не более расчетного для грунтов, залегающих под фундаментом.
Несущая способность грунтов характеризуется величиной нормативного давления на грунт, выраженная в кН/см2. Величина нормативного давления различных грунтов (в кГ/см2) указана в строительных нормах и правилах (СНиП Н-Б. 1—62).
Искусственные основания устраивают путем укрепления слабых грунтов различными способами. К слабым грунтам относятся грунты с органическими примесями и насыпные грунты.
Грунты с органическими примесями включают: растительный грунт, ил, торф, болотный грунт. Насыпные грунты образуются искусственно при засыпке оврагов, прудов, мест свалки. Перечисленные грунты неоднородны по своему составу, рыхлые, обладают значительной и неравномерной сжимаемостью. Поэтому в качестве оснований их используют только после укрепления уплотнением, цементацией, силикатизацией, битумизацией или термическим способом.
Уплотнение грунтов производят трамбовочными плитами, пневматическими трамбовками, катками, вибраторами (поверхностное уплотнение), а также путем устройства так называемых грунтовых свай (глубинное уплотнение). Этот способ применяют при недостаточно плотных грунтах, в том числе насыпных.
Цементация грунтов состоит в нагнетании в них с помощью специальных труб жидкого цементного раствора или цементного молока, которые после затвердевания придают им камневидное состояние. Цементацию применяют для укрепления слабых песчаных грунтов, кроме мелкозернистых и пылеватых.
Силикатизация грунтов заключается в нагнетании в них силикатных растворов, в результате химической реакции которых происходит окаменение грунта. В качестве силикатных растворов обычно используют жидкое стекло и хлористый кальций. Способ силикатизации применяют для закрепления слабых песчаных грунтов, плывунов, лёсса.
Битумизация состоит в нагнетании в грунт разогретого битума. Этот способ применяют для закрепления крупнозернистых песчаных грунтов, обломочных и трещиноватых скальных.
Термический способ заключается в том, что производят разными способами нагрев грунта до спекания, в результате чего слабый грунт превращается в камневидный. Этот способ используют для укрепления лёссовых проезд очных грунтов.
Искусственные основания удорожают стоимость строительства зданий и сооружений, поэтому их устраивают в необходимых случаях с обязательным технико-экономическим обоснованием.
Читайте также: