Руководство по проектированию оснований и фундаментов на вечномерзлых грунтах

Обновлено: 02.05.2024

РУКОВОДСТВО
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ НА ПУЧИНИСТЫХ ГРУНТАХ

РЕКОМЕНДОВАНО к изданию секцией Ученого совета по фундаментостроению на мерзлых грунтах НИИОСП.

Руководство составлено по результатам теоретических и экспериментальных исследований деформаций и сил морозного пучения грунтов и материалам обобщения передового опыта фундаментостроения на пучинистых грунтах.

Предназначено для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Действие сил морозного пучения грунтов и выпучивания фундаментов ухудшает условия эксплуатации и укорачивает сроки службы зданий и сооружений, вызывает их повреждения и деформации конструктивных элементов, что приводит к большим ежегодным затратам на ремонт повреждений и наносит народному хозяйству значительный ущерб.

В настоящем Руководстве приведены проверенные в практике строительства инженерно-мелиоративные, строительно-конструктивные, тепловые и термохимические мероприятия по борьбе с вредным влиянием морозного пучения грунтов на фундаменты зданий и сооружений, а также в кратком изложении даны указания по производству строительных работ по нулевому циклу и мероприятиям по предотвращению выпучивания незаглубляемых и малозаглубляемых фундаментов под малоэтажные каменные здания различного назначения и одноэтажные сборные деревянные дома в сельской местности.

Наиболее часто встречающиеся повреждения фундаментов и разрушения конструкций надфундаментного строения зданий и сооружений от морозного пучения обусловлены следующими факторами: а) составом грунтов в зоне сезонного промерзания и оттаивания; б) состоянием природной влажности грунтов и условиями их увлажнения; в) глубиной и скоростью сезонного промерзания грунтов; г) конструктивными особенностями фундаментов и надфундаментного строения; д) степенью теплового влияния отапливаемых зданий на глубину сезонного промерзания грунтов; е) эффективностью мероприятий, применяемых против воздействия сил морозного выпучивания фундаментов; ж) способами и условиями производства строительных работ по нулевому циклу; з) условиями эксплуатационного содержания зданий и сооружений. Чаще всего эти факторы воздействуют на фундаменты суммарно при различном их сочетании, и бывает трудно установить действительную причину повреждений в зданиях.

Как правило, результаты исследований взаимодействия промерзающего грунта с фундаментами, полученные по методу моделирования в лабораторных условиях, до сих пор не приносят позитивного эффекта при перенесении этих результатов в строительную практику, поэтому следует быть осмотрительнее с применением в природных условиях зависимостей, установленных в лаборатории.

При проектировании следует принимать в расчет результаты многолетних стационарных экспериментальных данных по исследованию взаимодействия промерзающего грунта с фундаментами в природных условиях, а не за одну зиму, так как климатические условия по отдельным годам с аномальными отклонениями не являются характерными для средней зимы данной местности.

Рекомендуемые в данном Руководстве противопучинные мероприятия могут применяться как для полного исключения деформаций от морозного выпучивания фундаментов, так и для частичного их снижения.

Инженерно-мелиоративные мероприятия в принципе являются коренными, поскольку они обеспечивают осушение грунтов в зоне нормативной глубины промерзания грунтов и снижение степени увлажнения слоя грунта на глубине 2-3 м ниже глубины сезонного промерзания. Это мероприятие возможно осуществить практически не для всех грунтовых и гидрогеологических условий, и тогда следует применять его только как уменьшающее деформацию грунта при промерзании в сочетании с другими мероприятиями.

Строительно-конструктивные мероприятия против сил морозного выпучивания фундаментов направлены в основном на приспособление конструкций фундаментов и частично надфундаментного строения к действующим силам морозного пучения грунтов и к их деформациям при промерзании и оттаивании (например, выбор типа конструкций фундаментов, глубина их заложения в грунт, жесткости конструкций надфундаментного строения, величин нагрузки на фундаменты, заанкеривание фундаментов в грунтах, залегающих ниже глубины промерзания и многие другие конструктивные приспособления).

Рекомендуемые в Руководстве конструктивные мероприятия приведены только в самых общих формулировках без надлежащей конкретизации, как, например, толщина слоя песчано-гравийной или щебеночной подушки под фундаментами при замене пучинистого грунта непучинистым, толщина слоя теплоизолирующих покрытий во время строительства и на период эксплуатации и др.; более детально даны рекомендации по размерам засыпки пазух непучинистым грунтом и по размерам теплоизоляционных подушек в зависимости от глубины промерзания грунтов и местного опыта строительства.

Расчеты фундаментов на устойчивость под действием сил морозного выпучивания, а также расчеты по конструктивным мероприятиям не являются обязательными для всех конструкций, применяемых в фундаментостроении, поэтому нельзя считать эти мероприятия универсальными по борьбе с вредным влиянием морозного пучения грунтов во всех случаях.

Тепловые и химические мероприятия являются коренными как по полному исключению деформаций от морозного пучения, так и по снижению сил морозного выпучивания и величин деформации фундаментов при промерзании грунтов. Они включают в себя применение рекомендуемых теплоизоляционных покрытий на поверхности грунта вокруг фундаментов, теплоносителей для обогрева грунтов и химических реагентов, понижающих температуру смерзания грунта с фундаментом и снижающих касательные силы сцепления мерзлого грунта с плоскостями фундаментов.

При обогреве грунт не будет иметь отрицательную температуру, что исключает его промерзание и морозное пучение.

При обработке грунта химическими реагентами, хотя грунт потом имеет отрицательную температуру, он не замерзает, поэтому также исключается промерзание и морозное пучение.

При назначении противопучинных мероприятий необходимо учитывать значимость зданий и сооружений, особенности технологических процессов производства и условия эксплуатационного режима, грунтовые и гидрогеологические условия, а также климатические характеристики данного района. При проектировании фундаментов на пучинистых грунтах следует отдавать предпочтение таким мероприятиям, которые наиболее экономичны и эффективны в данных условиях.

Изложенные в данном Руководстве мероприятия по борьбе с деформациями зданий и сооружений под действием сил морозного пучения грунтов помогут строителям повысить качество строящихся объектов, обеспечить устойчивость и долговечную эксплуатационную пригодность зданий и сооружений, исключить случаи удлинения сроков строительства, обеспечить ввод зданий и сооружений в промышленную эксплуатацию в плановые сроки, снизить непроизводительные разовые и ежегодно повторяющиеся расходы на ремонт и восстановление поврежденных силами морозного пучения зданий и сооружений.

Руководство составлено доктором техн. наук М.Ф.Киселевым.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Данное Руководство предназначено для проектирования и строительства фундаментов зданий, промышленных сооружений и различного специального и технологического оборудования на пучинистых грунтах.

Примечание. Рекомендации Руководства по противопучинным мероприятиям не распространяются на площадки, где сезонное промерзание грунтов сливается с вечномерзлым грунтом.

1.2. Руководство разработано в соответствии с основными положениями глав СНиП по проектированию оснований и фундаментов зданий и сооружений и оснований и фундаментов зданий и сооружений на вечномерзлых грунтах.

1.3. Пучинистыми (морозоопасными) грунтами называются такие грунты, которые при промерзании обладают свойством увеличивать свой объем при переходе в мерзлое состояние. Изменение объема грунта обнаруживается в природных условиях в поднятии в процессе промерзания и опускании при оттаивании дневной поверхности грунта. В результате этих объемных изменений происходят деформации и наносят повреждения основаниям, фундаментам и надфундаментному строению зданий и сооружений.

1.4. В зависимости от гранулометрического состава грунта, его природной влажности, глубины промерзания и уровня стояния грунтовых вод грунты, склонные к деформациям при промерзании, по степени морозной пучинистости подразделяются на: сильнопучинистые, среднепучинистые, слабопучинистые и практически непучинистые.

1.5. Подразделения грунтов по степени морозной пучинистости в зависимости от изменяющегося во времени уровня грунтовых вод и показателя консистенции приняты по табл.1 прил.6 главы СНиП по проектированию оснований и фундаментов зданий и сооружений. Природную влажность грунтов на период эксплуатации при проектировании необходимо корректировать по пп.3.17-3.20 упомянутой выше главы СНиП.

Наименование грунта по степени морозной пучинистости

Пределы положения , м, уровня грунтовых вод ниже расчетной глубины промерзания у фундамента

Киселев М.Ф. Рекомендации по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах

формат doc
размер 398.5 КБ
добавлен 26 февраля 2011 г.

НИИ оснований и подземных сооружений Госстроя СССР. Москва, 1972. «Рекомендации по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах» составлены по результатам научных исследований и обобщения передового опыта фундаментостроения на пучинистых грунтах. В Рекомендациях изложены инженерно-мелиоративные, строительно-конструктивные и термохимические мероприятия по борьбе с вредным влиянием морозного пучения грунтов на фундаменты зданий и со.

Лекции по Основаниям и фундаментам

формат doc
размер 1.98 МБ
добавлен 13 июля 2011 г.

Что изучает дисциплина механика грунтов. Характеристики физических свойств грунтов. Определение механ. характер. гр. в приборах 3-х осного сжатия. Особенности структурно-неустойчивых оснований. Определение напряжений в массиве грунта. Распределение напряжений по подошве фундамента. Устойчивость откосов. Давление грунта на подпорные стенки. Деформации оснований и расчет осадок фундаментов. Расчет осадок фундаментов. Расчет осадки фундаментов с учё.

Руководство по проектированию и устройству фундаментов в вытрамбованных котлованах

формат djvu
размер 1.31 МБ
добавлен 23 января 2011 г.

Москва, НИИОСП им. Герсеванова Госстроя СССР, 1981. —56 с. В Руководстве даны общие положения по проектированию и устройству фундаментов в вытрамбованных котлованах на просадочных грунтах. Приводятся требования по проектированию и расчету фундаментов в вытрамбованных котлованах, включая: столбчатых фундаментов, ленточных прерывистых фундаментов, а также фундаментов с уширенным основанием, получаемым путем втрамбовывания в вытрамбованный котлован.

Слюсаренко С.А., Степаненко Г.П., Глотова М.А., Новиков М.Ф. и др. Проектирование и устройство фундаментов на намывных песчаных грунтах

формат djvu
размер 1.91 МБ
добавлен 01 августа 2009 г.

К.: Будивэльнык, 1990г. — 128с. В книге систематизированы физико-механические свойства подстилающих грунтов, характеристики основных инженерно-геологических типов пойменно-намывных оснований. Даны рекомендации по испытанию, проектированию и устройству оснований и фундаментов, обеспечивающие надежность и долговечность зданий и сооружений, повышение экономической эффективности строительства и снижение материалоемкости. Включены примеры расчета осн.

Фремов М.Г., Игнатова О.И. и др. Руководство по проектированию оснований зданий и сооружений

формат doc
размер 8.23 МБ
добавлен 28 февраля 2011 г.

М.: НИИОСП им.Н.М.Герсеванова Госстроя СССР, 1978. Руководство составлено в развитие главы СНиП II-15-74 «Основания зданий и сооружений» и приводит рекомендации, детализирующие эти нормы проектирования по вопросам номенклатуры грунтов и методов определения расчетных значений их характеристик; принципов проектирования оснований и прогнозирования изменения уровня грунтовых вод; вопросов глубины заложения фундаментов; методов расчета оснований по де.

Цытович Н.А. Механика мерзлых грунтов

формат djvu
размер 15.88 МБ
добавлен 14 февраля 2009 г.

Учебное пособие. М.: Высш. шк., 1973. -448с., ил. Подробно рассматриваются методы определения параметров сформулированных закономерностей механики замерзающих, мерзлых и оттаивающих грунтов и использовании их при проектировании и расчета оснований, фундаментов и земляных сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах. Ряд решений механики мерзлых грунтов табулирован, номографирован и снабжен числовыми примерами.

Цытович Н.А., Березанцев В.Г., Далматов М.Ю. Основания и фундаменты. Краткий курс

формат pdf
размер 51.65 МБ
добавлен 15 августа 2011 г.

«Высшая школа»,1970. – 384 с. В книге описаны свойства естественных оснований, общие принципы пректирования жестких и гибких фундаментов, приемы улучшения слабых грунтовых оснований, методы проектирования свайных фундаментов и фундаментов глубокого заложения, расчет и конструирование фундаментов, возводимых в особо сложных условиях (на илах, заторфованных, лессовых, вечномерзлых и набухающих грунтах, а также при динамических нагрузках), и основны.

ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ НА ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ

Soil bases and foundations on permafrost soils

___________________________________________________________________
Текст Сравнения СП 25.13330.2020 с СП 25.13330.2012 см. по ссылке.
- Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________

Дата введения 2013-01-01

Предисловие

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛИ - Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений им.Н.М.Герсеванова - институт ОАО "НИЦ "Строительство" (НИИОСП им.Н.М.Герсеванова)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации (ТК 465) "Строительство"

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики

Информация об изменениях к настоящему своду правил публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минрегион России) в сети Интернет

Изменения N 1, 2, 3, 4 внесены изготовителем базы данных по тексту М.: Стандартинформ, 2019; М.: Стандартинформ, 2020

Введение

Настоящий свод правил является актуализированной редакцией СНиП 2.02.04-88 "Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах". Основанием для разработки нормативного документа является Федеральный закон от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений".

Актуализация выполнена сотрудниками НИИОСП им.Н.М.Герсеванова - институтом АО "НИЦ "Строительство" (кандидаты техн. наук И.В.Колыбин, О.А.Шулятьев, А.Г.Алексеев - руководители темы; доктора техн. наук Б.В.Бахолдин, Л.Р.Ставницер; кандидаты техн. наук: С.Г.Безволев, Г.И.Бондаренко, О.Н.Исаев, В.Е.Конаш), МГУ им.М.В.Ломоносова (д-р техн. наук Л.Н.Хрусталев и доктора геол.-минерал. наук И.А.Комаров, Л.Т.Роман) и ОАО "Фундаментпроект" (канд. техн. наук В.И.Аксенов и инженер А.В.Иоспа).

Изменение N 1 к СП 25.13330.2012 подготовлено АО "НИЦ "Строительство" - НИИОСП им.Н.М.Герсеванова (руководители темы - канд. техн. наук И.В.Колыбин, канд. техн. наук О.А.Шулятьев, канд. техн. наук А.Г.Алексеев; исполнители - д-р техн. наук Б.В.Бахолдин, д-р техн. наук Л.Р.Ставницер; канд. техн. наук С.Г.Безволев, канд. техн. наук Г.И.Бондаренко, канд. техн. наук О.Н.Исаев, канд. техн. наук В.Е.Конаш), МГУ им.М.В.Ломоносова (д-р техн. наук Л.Н.Хрусталев, д-р геол.-минерал. наук И.А.Комаров, д-р геол.-минерал. наук ) и ОАО "Фундаментпроект" (канд. техн. наук В.И.Аксенов, инж. А.В.Иоспа).

Изменение N 2 к СП 25.13330.2012 подготовлено АО "НИЦ "Строительство" - НИИОСП им.Н.М.Герсеванова (руководители темы - канд. техн. наук И.В.Колыбин, канд. техн. наук О.А.Шулятьев, канд. техн. наук А.Г.Алексеев; исполнители - канд. техн. наук С.Г.Безволев, канд. техн. наук О.Н.Исаев; инж. П.М.Сазонов) и МГУ им.М.В.Ломоносова (д-р техн. наук Л.Н.Хрусталев).

Изменение N 3 к СП 25.13330.2012 подготовлено авторским коллективом АО "НИЦ "Строительство" - НИИОСП им.Н.М.Герсеванова (руководители темы - канд. техн. наук И.В.Колыбин, канд. техн. наук О.А.Шулятьев, канд. техн. наук А.Г.Алексеев; канд. техн. наук С.Г.Безволев, канд. техн. наук О.Н.Исаев; П.М.Сазонов, А.В.Иоспа) при участии МГУ им.М.В.Ломоносова (д-р техн. наук Л.Н.Хрусталев) и АО "Фундаментпроект" (канд. техн. наук В.И.Аксенов).

Изменение N 4 к СП 25.13330.2012 подготовлено авторским коллективом АО "НИЦ "Строительство" - НИИОСП им.Н.М.Герсеванова (руководители темы - канд. техн. наук И.В.Колыбин, канд. техн. наук О.А.Шулятьев, канд. техн. наук А.Г.Алексеев; П.М.Сазонов, А.А.Чапаев, Э.С.Гречищева) при участии МГУ им.М.В.Ломоносова (д-р геол.-минерал. наук И.А.Комаров).

1 Область применения

Настоящий свод правил распространяется на проектирование оснований и фундаментов зданий и сооружений, возводимых на территории распространения вечномерзлых (многолетнемерзлых) грунтов.

Настоящий свод правил, кроме 4.1-5.7, не распространяется на проектирование оснований гидротехнических сооружений, земляного полотна автомобильных и железных дорог, аэродромных покрытий и фундаментов машин с динамическими нагрузками.

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил приведены нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 5686-2012 Грунты. Методы полевых испытаний сваями

ГОСТ 6727-80 Проволока из низкоуглеродистой стали холоднотянутая для армирования железобетонных конструкций. Технические условия

ГОСТ 8732-78 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент

ГОСТ 8734-75 Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные. Сортамент

ГОСТ 10704-91 Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент

ГОСТ 13015-2012 Изделия бетонные и железобетонные для строительства. Общие технические требования. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения

ГОСТ 19281-2014* Прокат повышенной точности. Общие технические условия

* Изменением N 3 предлагается исключить из раздела "Нормативные ссылки" ссылку на ГОСТ 18281-2014**.

** Вероятно ошибка оригинала. По тексту СП упоминается ГОСТ 19281-2014. - Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 19912-2012 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием

ГОСТ 20276-2012 Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

ГОСТ 20295-85 Трубы стальные сварные для магистральных газонефтепроводов. Технические условия

ГОСТ 20522-2012 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний

ГОСТ 24846-2012 Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений

ГОСТ 24847-2017 Грунты. Методы определения глубины сезонного промерзания

ГОСТ 26262-2014 Грунты. Методы полевого определения глубины сезонного оттаивания

ГОСТ 27217-2012 Грунты. Метод полевого определения удельных касательных сил морозного пучения

ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 27772-2015 Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия

ГОСТ 28622-2012 Грунты. Метод лабораторного определения степени пучинистости

ГОСТ 30416-2012 Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения

ГОСТ 30672-2012 Грунты. Полевые испытания. Общие положения

ГОСТ Р 52544-2006 Прокат арматурный свариваемый периодического профиля классов А500С и В500С для армирования железобетонных конструкций. Технические условия

ГОСТ Р 53582-2009 Грунты. Метод определения сопротивления сдвигу оттаивающих грунтов

ГОСТ Р 56726-2015 Грунты. Метод лабораторного определения удельной касательной силы морозного пучения

СП 14.13330.2018 "СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах"

СП 22.13330.2016 "СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений" (с изменениями N 1, N 2)

СП 28.13330.2017 "СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии" (с изменением N 1)

СП 47.13330.2016 "СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения"

СП 50.13330.2012 "СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий" (с изменением N 1)

СП 63.13330.2018 "СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения"

СП 116.13330.2012 "СНиП 22-02-2003 Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения"

СП 131.13330.2018 "СНиП 23-01-99* Строительная климатология"

Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.

ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ НА ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ

Soil bases and foundations on permafrost soils

Дата введения 2021-07-01*
________________
* См. ярлык "Примечания".

Предисловие

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛЬ - АО "НИЦ "Строительство" - Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений им.Н.М.Герсеванова (НИИОСП им.Н.М.Герсеванова)

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

Введение

Настоящий документ содержит указания по проектированию оснований фундаментов зданий и сооружений, в том числе подземных, возводимых на территории распространения многолетнемерзлых грунтов.

Пересмотр свода правил подготовлен авторским коллективом АО "НИЦ "Строительство" - НИИОСП им.Н.М.Герсеванова (руководители темы - канд. техн. наук И.В.Колыбин, канд. техн. наук А.Г.Алексеев; д-р техн. наук Б.В.Бахолдин, д-р техн. наук Л.Р.Ставницер, канд. техн. наук С.Г.Безволев, канд. техн. наук Г.И.Бондаренко, канд. техн. наук О.Н.Исаев, канд. техн. наук В.Е.Конаш, канд. геол.-минерал. наук А.В.Рязанов, П.М.Сазонов, А.А.Чапаев, Э.С.Гречищева) при участии МГУ им.М.В.Ломоносова (д-р техн. наук Л.Н.Хрусталев, д-р геол.-минерал. наук И.А.Комаров) и канд. техн. наук В.И.Аксенова.

1 Область применения

Настоящий свод правил распространяется на проектирование оснований и фундаментов зданий и сооружений, возводимых на территории распространения многолетнемерзлых грунтов.

Настоящий свод правил не распространяется на проектирование оснований гидротехнических сооружений, земляного полотна автомобильных и железных дорог, аэродромных покрытий и фундаментов машин с динамическими нагрузками.

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил приведены нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 5180-2015 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 8732-78 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент

ГОСТ 10704-91 Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент

ГОСТ 19912-2012 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием

ГОСТ 20295-85 Трубы стальные сварные для магистральных газонефтепроводов. Технические условия

ГОСТ 20522-2012 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний

ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 31357-2007 Смеси сухие строительные на цементном вяжущем. Общие технические условия

ГОСТ Р 54864-2016 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные для сварных стальных строительных конструкций. Технические условия

ГОСТ Р 55724-2013 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые

ГОСТ Р 58064-2018 Трубы стальные сварные для строительных конструкций. Технические условия

ГОСТ Р 58961-2020 Грунты. Метод полевых испытаний мерзлых грунтов термостатическим зондированием

СП 14.13330.2018 "СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах" (с изменением N 1)

СП 22.13330.2016 "СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений" (с изменениями N 1, N 2, N 3)

СП 28.13330.2017 "СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии" (с изменениями N 1, N 2)

СП 47.13330.2016 "СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения"

СП 50.13330.2012 "СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий" (с изменением N 1)

СП 63.13330.2018 "СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения" (с изменением N 1)

СП 131.13330.2018 "СНиП 23-01-99* Строительная климатология"

3 Термины, определения и обозначения

3.1 В настоящем своде правил применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 бугор пучения: Выпуклая форма криогенного рельефа с ледяным или ледогрунтовым ядром, образующаяся в области многолетнемерзлых и сезонномерзлых пород в результате неравномерного льдообразования в породах.

3.1.2 грунт: Горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека.

Примечание - Грунты могут служить:

- материалом основания зданий и сооружений;

- средой для размещения в них сооружений;

- материалом самого сооружения.

3.1.3 грунт мерзлый: Грунт с отрицательной или нулевой температурой, содержащий в своем составе видимые ледяные включения и (или) лед-цемент и характеризующийся криогенными структурными связями.

3.1.4 грунт многолетнемерзлый, грунт вечномерзлый: Грунт, находящийся в мерзлом состоянии постоянно в течение трех и более лет.

3.1.5 грунт пластичномерзлый: Дисперсный грунт, сцементированный льдом, но обладающий вязкими свойствами и сжимаемостью под внешней нагрузкой.

3.1.6 грунт пучинистый: Дисперсный грунт, который при переходе из талого в мерзлое состояние увеличивается в объеме вследствие образования кристаллов льда и имеет относительную деформацию морозного пучения 0,01.

3.1.7 грунт сезонномерзлый (сезонноталый): Грунт, находящийся в мерзлом или талом состоянии периодически в течение холодного или теплого сезона.

3.1.8 грунт твердомерзлый: Дисперсный грунт, прочно сцементированный льдом, характеризуемый относительно хрупким разрушением и практически несжимаемый под внешней нагрузкой.

3.1.9 криопег: Высокоминерализованные отрицательно-температурные подземные воды, залегающие в толще многолетнемерзлых пород, также могут залегать ниже ее подошвы или выше кровли.

3.1.10 лед, грунт ледяной: Природное образование, состоящее из кристаллов льда с возможными примесями обломочного материала и органического вещества не более 10% об., характеризующееся криогенными структурными связями.

3.1.11 морозное пучение грунтов: Процесс увеличения объема и деформирования дисперсных грунтов при промерзании.

3.1.12 слой сезонного оттаивания: Поверхностный слой грунта, оттаивающий летом.

3.1.13 температура начала замерзания (оттаивания): Температура, при которой в порах грунта появляется (исчезает) лед.

3.1.14 термокарст: Образование просадочных и провальных форм рельефа и подземных пустот вследствие вытаивания подземного льда или оттаивания мерзлого грунта.

3.1.15 термостабилизация грунтов: Мероприятие или их комплекс, направленный на обеспечение требуемого температурного режима грунтов в течение срока эксплуатации инженерного сооружения.

3.1.16 термоэрозия: Разрушение и вынос оттаивающих и мерзлых дисперсных грунтов и льдов в результате теплового и механического воздействия водных потоков.

Принципиальная схема строения в разрезе с учетом основания

Этот вариант целесообразен для применения, если:

имеется значительная мощность многолетнемерзлого грунта;
здания производят выделение большого количества тепла и невелики по площади.

Расчет и обоснование этого варианта был произведен в конце прошлого века. Сейчас он общепризнан и позволяет максимально использовать высокие строительные качества вечномерзлых грунтов.

Суть этого принципа сводится к сохранению изначального состояние грунта, как при возведении строения, так и при последующем его использовании. Это приемлемо при экономической целесообразности сохранения грунта в естественном состоянии.

Легче прочего возводить основания на видах вечномерзлых грунтах, не относящихся к пластично-мерзлым. При наличии таких почв возможно уменьшение температуры основания до необходимых значений. При расчете фундаментов, закладываемых на вечномерзлых грунтах, учитываются предполагаемые разрушения и деформации под нагрузкой.

В этом случае, основной момент – не допустить изменений вечномерзлого слоя. То есть не дать ему изменить свои свойства от тепла, выделяемого эксплуатируемым зданием. Поэтому подполье устраивают холодным и хорошо вентилируемым (через продухи в цокольной части или забирке).

Особенности вечномёрзлых грунтов

Возведённые фундаменты на вечномёрзлых грунтах (ВГ) имеют свои отличия из-за особых механических свойств геологических оснований. Признак вечномёрзлого грунта наблюдается при проведении изыскательских работ в наполненной льдом почве, толще покрова, зонах тектонических сдвигов.

Несущая способность ВГ зависит от механических свойств, так называемого «льдоцемента», изменения температурных циклов и прочих явлений. Чтобы произвести расчёт фундамента на вечномёрзлом грунте, необходимо произвести ряд геологических и мерзлотных изыскательских исследований.

Вечномёрзлые грунты скреплены, пронизывающими льдо-цементными связями, которые представляют собой вытянутые прожилки изо льда, проходящие через массив почвы как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости. Во время наступления тёплого сезона льдо-цементные связи могут частично разрушаться (просто таять). В результате несущая способность грунтового основания существенно падает. В районах с такими условиями почва непригодна для строительства.

Принципы проектирования оснований строений на вечномёрзлых грунтах

Сегодня проектировщики для расчёта фундаментных оснований на ВГ применяют два основных метода проектирования фундаментов на многолетних мёрзлых грунтах (М.М).

Первый метод

Основан метод на сохранении температуры ВГ,не давая возможности оттаивания мерзлоты. Такой способ проектирования используют для районов с залеганием мощных пластов многолетних мёрзлых грунтов. Основные принципы метода были разработаны и осуществлены во втором десятилетии ХХ века. Хотя многие дома и строения в таких городах, как Иркутск, Чита и Хабаровск, были спроектированы и построены по такому принципу ещё в конце Х1Х века.

В основу этого способа включены следующие положения:

подошва фундамента должна быть погружена в мерзлоту на глубину не меньше 1 м;
под фундамент делают выемку грунта с таким расчётом, чтобы затем образовавшиеся пазухи заполнить непучинистой почвой;
обратная засыпка по периметру основания строения в сечении представляет трапецию, обращённой меньшей вершиной вниз;
строительные объекты должны иметь подполье высотой не менее 0,7 – 1 м;
по периметру подполья в стенках устраивают технологические проёмы (продухи) для постоянного проветривания помещения.

Схема устройства основания здания по первому принципу

Предназначение продухов заключается в том, что благодаря сквозным отверстиям, подполье постоянно проветривается. Воздушные потоки выносят наружу тёплый воздух и заносят воздушные массы с низкой температурой. Получается своеобразный холодильник, который не даёт проникнуть теплу от дома внутрь мёрзлого основания. Мёрзлый грунт сохраняет постоянную температуру и не теряет свою несущую способность.

В результате наблюдений на протяжении нескольких десятков лет, был сделан вывод о том, что граница вечной мерзлоты под зданием сдвигалась вверх. Это происходило вследствие отсутствия воздействия солнечной радиации, жизнедеятельности деятельного слоя (Д.С). На рисунке показано, как изменяется граница М.М:

Изменение границы кровли М.М под зданием

Устойчивость сооружения, спроектированного по 1-му принципу, определяет по формуле:

Q – сила, противостоящая выпучиванию грунта;

N – полная нагрузка от веса строения;

T – степень смерзания боковой грани фундамента с грунтом;

q – нагрузка от здания, направленная на уступы грунта;

K_c – к-нт однородности;

K₁ – к-нт перегрузки (постоянная величина равная 0,9);

K₂ – к-нт перегрузки от сил пучения (постоянная величина равная 1,1);

F – касательная сила пучения.

Второй принцип

Данный метод проектирования оснований зданий на ВГ допускает некоторое оттаивание почвы непосредственно под строением. Для этого применяют два способа:

Конструктивный

Суть метода заключается в расчёте опорных конструкций зданий и сооружений с большим запасом прочности. Проект допускает неравномерную осадку сооружения в течение долгих лет эксплуатации.

Возможные деформации строения из-за образования чаши оттаивания

Такое явление создаёт условия неравномерной осадки, а это в свою очередь может угрожать целостности конструкций дома. Чтобы этого не происходило, проектные организации при расчётах фундаментов закладывают определённый запас прочности.

Предпостроечный

Применение данного метода проектирования обусловлено рядом причин:

Многолетний мёрзлый грунт состоит из неоднородных пород с разными показателями сжатия, как в мёрзлом, так и в талом состоянии.
Основание сооружения по всей площади подвергается неравномерному прогреву (наличие котельной и прочее).

Противостоять неравномерной осадке зданий можно только одним путём. Нужно проектировать несущие конструкции с достаточным запасом прочности. Для этого устанавливают дополнительные пояса жёсткости из металлопроката высокого профиля.

Район вечной мерзлоты

Инженерно-геологические изыскания

В расчётах несущей способности и особенностей конструкций оснований зданий и сооружений на ВГ используют данные результатов геокриологических исследований. Исследованиями занимаются специализированные проектные организации в соответствии с нормативной документацией. Нормативные документы включают в себя СНиПы, Госстандарт и другие рекомендации.

Читайте также:

Руководство по проектированию оснований и фундаментов на вечномерзлых грунтах

ПРЕДИСЛОВИЕ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Киселев М.Ф. Рекомендации по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах

Лекции по Основаниям и фундаментам

Рекомендации по проектированию и расчету малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах

Рекомендации по проектированию и устройству свайных фундаментов на пучинистых грунтах

Рекомендации по проектированию пространственных вентилируемых фундаментов на вечномерзлых грунтах

Руководство по проектированию и устройству фундаментов в вытрамбованных котлованах

Слюсаренко С.А., Степаненко Г.П., Глотова М.А., Новиков М.Ф. и др. Проектирование и устройство фундаментов на намывных песчаных грунтах

Фремов М.Г., Игнатова О.И. и др. Руководство по проектированию оснований зданий и сооружений

Цытович Н.А. Механика мерзлых грунтов

Цытович Н.А., Березанцев В.Г., Далматов М.Ю. Основания и фундаменты. Краткий курс

Предисловие

Введение

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

Предисловие

Введение

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины, определения и обозначения

Особенности вечномёрзлых грунтов

Принципы проектирования оснований строений на вечномёрзлых грунтах

Первый метод

Второй принцип

Конструктивный

Предпостроечный

Инженерно-геологические изыскания