2 Нормативные ссылки
2.1 В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты и своды правил:
ГОСТ 380-2005 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки
ГОСТ 264-80 Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры
ГОСТ 5781-82 Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия
ГОСТ 7473-2010 Смеси бетонные. Технические условия
ГОСТ 7566-94 Металлопродукция. Приемка, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение
ГОСТ 8240-97 Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент
ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия
ГОСТ 8509-93 Уголки стальные горячекатаные равнополочные. Сортамент
ГОСТ 8736-93 Песок для строительных работ. Технические условия
ГОСТ 10060.0-95 Бетоны. Методы определения морозостойкости. Общие требования
ГОСТ 10060.1-95 Бетоны. Базовый метод определения морозостойкости
ГОСТ 10060.2-95 Бетоны. Ускоренные методы определения морозостойкости при многократном замораживании и оттаивании
ГОСТ 10178-85 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия
ГОСТ 10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам
ГОСТ 10181-2000 Смеси бетонные. Методы испытаний
ГОСТ 10884-94 Сталь арматурная термомеханически упрочненная для железобетонных конструкций. Технические условия
ГОСТ 10922-90 Арматурные и закладные изделия сварные, соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Общие технические условия
ГОСТ 12730.5-84 Бетоны. Методы определения водонепроницаемости
ГОСТ 14098-91 Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы, конструкции и размеры
ГОСТ 19281-89* Прокат из стали повышенной прочности. Общие технические условия
ГОСТ 22690-88 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля
ГОСТ 23732-79 Вода для бетонов и растворов. Технические условия
ГОСТ 23858-79 Соединения сварные стыковые и тавровые арматуры железобетонных конструкций. Ультразвуковые методы контроля качества. Правила приемки
ГОСТ 24211-2008 Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия
ГОСТ 24846-81 Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений
ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций
ГОСТ 30459-2008 Добавки для бетонов и строительных растворов. Методы определения эффективности
ГОСТ 30515-97 Цементы. Общие технические условия
ГОСТ 31108-2003 Цементы общестроительные. Технические условия
ГОСТ Р 52544-2006 Прокат арматурный свариваемый периодического профиля классов А500С и В500С для армирования железобетонных конструкций
СП 20.13330.2011 «СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия.
(С картами)»
СП 22.13330.2011 «СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений»
СП 23.13330.2011 «СНиП 2.02.02-85* Основания гидротехнических сооружений»
СП 24.13330.2011 «СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты»
СП 28.13330.2012 «СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии»
СП 34.13330.2010 «СНиП 2.05.02-85* Автомобильные дороги»
СП 39.13330.2012 «СНиП 2.06.05-84* Плотины из грунтовых материалов»
СП 40.13330.2012 «СНиП 2.06.06-85 Плотины бетонные и железобетонные»
СП 41.13330.2012 «СНиП 2.06.08-87 Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений»
СП 44.13330.2011 «СНиП 2.09.04-87* Административные и бытовые здания»
СП 45.13330.2012 «СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты»
СП 47.13330.2010 «СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения»
СП 48.13330.2011 «СНиП 12-01-2004 Организация строительства»
СП 54.13330.2011 «СНиП 31-01-2003 Здания жилые многоквартирные»
СП 56.13330.2011 «СНиП 31-03-2001 Производственные здания»
СП 58.13330.2012 «СНиП 33-01-2003 Гидротехнические сооружения. Основные положения»
СП 63.13330.2012 «СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения»
СП 70.13330.2011 «СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции»
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.
3.1 анализ себестоимости продукции: Выявление возможностей повышения эффективности использования материальных, трудовых и денежных ресурсов в процессе производства.
3.2 государственный заказчик: Орган государственной власти Российской Федерации или субъекта Российской Федерации, а также иной получатель средств федерального бюджета, бюджетов субъектов Российской Федерации, государственных внебюджетных фондов Российской Федерации и субъектов Российской Федерации, осуществляющий закупки продукции и услуг для государственных нужд за счет указанных средств. Государственный заказчик на договорной основе может передавать другим организациям выполнение части своих функций в процедурах закупки продукции для государственных нужд.
3.3 забой: Нижняя часть конического участка ствола раскатанной скважины, принимаемая равной 1/2 части его длины.
3.4 раскатчик скважин (РС): Навесной рабочий орган со спиралевидной внешней поверхностью, состоящий из последовательно расположенных на общем валу хвостовика, формирующих сегментов, вытесняющих сегментов и наконечника.
3.5 раскатанная скважина: Коническо - цилиндрическая полость в грунтовом массиве требуемого диаметра (dr, м) и глубины (lr, м), образованная вытеснением РС грунта в окружающий скважину грунтовый массив.
3.6 созревание (вызревание) бетона: От момента изготовления бетонной смеси до полного ее затвердевания проходит определенный период приобретения прочности, продолжающийся в зависимости от вида цемента и внешних условий от нескольких дней до нескольких месяцев и даже лет.
3.7 ствол: Раскатанная скважина, имеющая проектную глубину, диаметр и форму, сохраняющая устойчивость стенок во времени от обрушения или оплывания до бетонирования.
3.8 стена в грунте: Метод сооружения подземных ограждающих и несущих конструкций до разработки грунта внутри сооружения.
3.9 уплотненная зона: Условная граница окружающего раскатанную скважину грунтового массива, радиусом rS, м, в пределах которого плотность грунта в сухом состоянии ρds> ρd+ 0,01 г/см3, где ρd - плотность грунта в сухом состоянии до раскатки скважины, г/см3.
3.10 уровень контроля качества: Соответствие выполненных в натуре зданий и сооружений и их частей проектным решениям и нормативам.
3.11 устье: Верхняя цилиндрическая часть ствола раскатанной скважины, расположенная на уровне отметки дна котлована.
3.12 форшахта (воротник траншеи): Бетонная или железобетонная направляющая конструкция, предохраняющая верх траншеи от обрушения.
4 Обозначения и сокращения
ВПТ – вертикально перемещаемая труба
ГОСТ – государственный стандарт
ГПВ – горизонт поверхностных вод
Н – глубина сооружения
НРС – набивная свая в раскатанной скважине
ПОС – проект организации строительства
ППР – проект производства работ
ПФЗ – противофильтрационная завеса
РС – раскатчик скважин
СП – свод правил
СНиП – строительные нормы и правила
ТУ – технические условия
5 Общие положения
5.1 «Стена в грунте» - метод сооружения подземных ограждающих и несущих конструкций до разработки грунта внутри сооружения.
Способ «стена в грунте» следует применять для строительства стен подземных и заглубленных частей зданий и сооружений, ограждающих конструкций котлованов, разделительных стен, щелевых фундаментов, для создания противофильтрационных завес.
5.2 Конструкции, выполняемые способом «стена в грунте», наиболее рационально применять для строительства:
- в сложных инженерно-геологических и гидрогеологических условиях, при высоком уровне подземных вод и возможном большом притоке подземных вод в строительный котлован;
- в условиях плотной городской застройки при расположении котлована вблизи существующих зданий, сооружений и подземных коммуникаций.
Ограждающие конструкции «стена в грунте», как правило, нецелесообразно устраивать для котлованов глубиной менее 5м.
5.3 По функциональному назначению сооружения, возводимые способом «стена в грунте», подразделяются на несущие, ограждающие и противофильтрационные.
По конструктивно-технологическим особенностям несущие и ограждающие сооружения, возводимые способом «стена в грунте», подразделяются на монолитные и выполняемые из сборных железобетонных элементов.
5.4 Конструкция «стена в грунте» может быть использована в качестве несущей стены подземной части сооружения или ненесущей ограждающей конструкции котлована.
5.5 «Стена в грунте» может применяться в обводненных и необводненных грунтах любой категории сложности. При устройстве «стены в грунте» в слабых пылевато-глинистых грунтах могут потребоваться специальные подготовительные мероприятия по укреплению грунта. Способ «стена в грунте» может применяться при сооружении стен, фундаментов и противофильтрационных завес как в обводненных, так и в необводненных грунтах: супесчаных и песчаных, суглинках и глинах. Выполнение стен и противофильтрационных завес в виде замкнутого контура с заделкой их нижней части в водоупорный слой грунта предотвращает поступление грунтовых вод внутрь сооружения, что позволяет отказаться от водопонизительных работ.
5.6 Наиболее эффективны ограждающие конструкции «стена в грунте», заглубленные в слой водоупора, что позволяет их рассматривать в качестве противофильтрационных завес совершенного типа. Такая конструкция дает возможность отказаться от строительного водопонижения и ограничиться поверхностным водоотливом внутри котлована.
5.7 Противофильтрационные завесы, выполняемые способом «стена в грунте», обычно классифицируются по срокам службы (эксплуатации) — на временные и постоянные завесы, а также в зависимости от метода сооружения— на свайные, непрерывные, траншейные и тонкие бестраншейные завесы.
5.8 Свайные завесы в виде пересекающихся буровых свай целесообразно сооружать в связных и несвязных грунтах с крупнообломочными включениями, а также в трещиноватых и выветренных скальных грунтах с заполнением твердеющими материалами. Обычно глубина завес 40—50м.
5.9 Непрерывные траншейные завесы наиболее эффективны при применении их в связных и несвязных грунтах, в том числе с крупнообломочными включениями, с заполнением твердеющими и нетвердеющими материалами при глубине завесы до 30м.
5.10 Тонкие бестраншейные завесы, как правило, выполняют в связных и несвязных грунтах без крупнообломочных включений с помощью струеразмывного устройства при глубине завесы более 12м или вибропогружения и последующего виброизвлечения инвентарной металлической или железобетонной конструкции с одновременным заполнением образуемой полости твердеющим материалом — при глубине завесы до 12м.
5.11 Возведение сооружений способом «стена в грунте» может быть осуществлено:
- при строительстве и реконструкции подземных частей зданий промышленных и энергетических предприятий, объектов гражданского назначения (подземные этажи и фундаменты главных корпусов, вагоноопрокидывателей и бункеров загрузки, скиповые ямы, колодцы для дробильных цехов, бункерные ямы, насосные станции и заглубленные помещения другого назначения);
- при строительстве и реконструкции транспортных сооружений (подземных переходов и проездов под дорогами, улицами и другими инженерными коммуникациями, туннелей подземных автодорог, ленточных конвейеров, подземных коллекторов различного назначения и т. д.);
- на строительстве и реконструкции гидротехнических сооружений (водозаборов и насосных станций различного назначения, открытых и закрытых подводящих и отводящих каналов, струенаправляющих, причальных и подпорных стенок, сухих доков, шлюзов и др.);
- при устройстве противофильтрационных завес при защите котлованов, траншей, карьеров и других территорий от притока грунтовых вод; в основании и в теле плотин, дамб прудов-охладителей, шламо- и золоотвалов и т. п.
При возведении несущих и ограждающих конструкций заглубленных сооружений способом «стена в грунте» необходимая устойчивость и прочность стен достигаются за счет следующих решений:
- в сооружениях с глубиной заложения днища до 5 – 6м любых размеров прямоугольного и кругового очертания в плане путем заглубления стен ниже днища, обеспечивающего надежное их защемление в грунте (Рисунок 5.1а, лист 16);
- в этих же случаях, но при глубине заложения днища до 8м путем применения контрфорсов или анкерных устройств в верхней части стен и обеспечения надежного защемления нижней части за счет большей глубины стены (Рисунок 5.1б, лист 16);
- в этих же случаях, но при глубине свыше 9м путем устройства систем распорных рам, поясов жесткости или анкеров, расположенных в два и более ярусов, или контрфорсов с защемлением нижней части стены (Рисунок 5.1в, лист 16);
- в прямоугольных сооружениях с шириной в свету до 10м и глубиной свыше 5м - путем устройства нескольких ярусов поперечных (постоянных или временных) распорных конструкций с обязательным защемлением нижней части стены (Рисунок 5.1г, лист 16);
- в цилиндрических сооружениях диаметром до 30м и глубиной примерно до 30м и более - за счет работы стен сооружения как свода (Рисунок 5.1д, лист 16).
Использование способа «стена в грунте» возможно при строительстве в стесненных условиях и вблизи существующих зданий, сооружений и коммуникаций, в том числе при реконструкции и расширении промышленных предприятий.
Рисунок 5.1 – Конструктивно-технологические решения, обеспечивающие устойчивость стен.
а — для сооружений с глубиной заложения днища до 5—6 м; б — то же до 8м; в— то же свыше 9м; г — для прямоугольных сооружений с шириной в свету до 10м и глубиной свыше 5м; д — для цилиндрических сооружений диаметром до 30м; 1 —стены сооружения; 2 — днище сооружения; 3 — часть стены; 4 — распорные устройства; 5 — пояса жесткости; 6 — анкерные устройства
5.12 Схемы крепления должны определяться в конструктивной части проекта на основе расчетов прочности и устойчивости сооружения на всех стадиях его строительства с учетом технологии производства работ и требований [37] (таблица 2.1).
Возведение сооружений способом «стена в грунте» может быть осуществлено во всех песчаных, глинистых, трещиноватых, невысокой прочности скальных грунтах и прочных известняках, за исключением случаев, когда вертикальность стенок траншеи не может быть обеспечена глинистой суспензией.
5.13 Применение способа «стена в грунте» может быть ограничено следующими условиями:
- наличием грунтов с кавернами и пустотами, ила в рыхлых насыпных грунтах;
- включением обломков бетонных и железобетонных плит, железа и других препятствий на трассе траншеи;
- малой глубиной сооружения (до 3 – 5м) при условиях, позволяющих вести строительство объекта в открытом котловане;
наличием грунта или его прослоек, разрабатываемость которых выше группы, максимально допустимой для имеющегося оборудования.
5.14 Процесс строительства подземных сооружении с применением способа «стена в грунте» состоит из следующих операций:
- сооружение крепления верха траншеи для удержания грунта от обвалов и направления рабочего органа землеройного оборудования (форшахты);
- приготовление глинистого раствора;
- заполнение глинистым раствором пространства между стенками крепления верха траншеи;
- разработка под глинистым раствором траншеи на глубину, равную глубине заложения подземной стены;
- пополнение объема глинистого раствора в траншее по мере разработки грунта;
- установка арматурных каркасов и бетонирования секций-захваток, монтаж в траншее сборных элементов с последующим тампонажем пазух или заполнением траншеи противофильтрационным материалом;
- поярусная разработка грунтового ядра внутри сооружения с устройством временных или постоянных креплений, если они предусмотрены проектом;
- поярусная или на всю высоту заделка стыков между сборными элементами;
- устройство днища сооружения;
- постоянный контроль качества, как используемых материалов, так и качество на разной стадии выполняемых и выполненных работ.
5.15 Применение способа «стена в грунте» позволяет избежать повреждения зданий, сооружений и подземных коммуникаций, расположенных в зоне строительства, значительно снизить уровень шума и исключить вибрации грунта, сократить площади разрытия, получить значительную экономию стального шпунта, металлопроката, бетона и пиломатериалов, полностью исключить или ограничить применение дорогостоящих специальных способов строительства, таких, как водопонижение, искусственное замораживание грунтов и др., использовать стену на время строительства для крепления котлована, а в законченном сооружении - в качестве несущей или ограждающей конструкции, полностью механизировать работы в стесненных условиях строительной площадки, сократить сроки работ и снизить стоимость строительства.
5.16 Применение способа «стена в грунте» должно быть обосновано технико-экономическими расчетами путем сравнения вариантов строительства подземных сооружений, устраиваемых с применением способа «стена в грунте», с их строительством в открытых котлованах (в том числе с использованием шпунтовых ограждений), с применением опускных колодцев и с другими способами, а варианта строительства противофильтрационных завес способом «стена в грунте» - с завесами других конструкций и другими средствами защиты от подземных вод.
5.17 Материалы инженерно-геологических изысканий для проектирования
и устройства «стены в грунте» с помощью набивных свай в раскатанных скважинах (НРС) должны содержать подробные сведения:
- о видах слагающих площадку строительства грунтов, их физико-механических характеристиках, мощности сложения и пространственном расположении в плане и по глубине;
- о гидрогеологических условиях, сложившихся на застраиваемой территории, и долгосрочном прогнозе возможного изменения гидрогеологических условий на застраиваемой территории;
- о возможном влиянии проектируемого строительства «стены в грунте» на изменение гидрогеологических условий в процессе ее строительства и при эксплуатации.
При выполнении инженерно-геологических изысканий, а также при устройстве «стены в грунте» и завершении этих работ должен проводиться инженерно-геофизический контроль состояния толщи грунтов, слагающих площадку и происходящих в ней изменений. Этот контроль скрытых работ должен быть элементом технологии устройства «стены в грунте».
5.18 В материалах изысканий для рабочего проектирования «стены в грунте» из НРС должны быть даны инженерно-геологические и гидрогеологические рекомендации:
- по проектированию «стены в грунте» в сложившихся на площадке строительства инженерно-геологических и гидрогеологических условиях;
- по устранению или снижению влияния специфических особенностей инженерно-геологических и гидрогеологических условий на технологический процесс устройства «стены в грунте».
5.19 Для получения подробных сведений о физико-механических характеристиках грунтов естественного или искусственного сложения, имеющих степень влажности (Sr ≤ 0,7), наряду с отбором проб и монолитов грунтов из технических скважин, рекомендуется применять статическое или комплексное статическое зондирование грунтов с регистрацией контролируемых параметров с шагом по глубине не более чем через 0,25метра.
5.20 Во влажных и водонасыщенных (Sr > 0,7) грунтах, органо-минеральных и насыпных грунтах рыхлого сложения проектирование и устройство «стены в грунте» из НРС рекомендуется вести по результатам комплексного статического зондирования грунтов в их естественном залегании, с регистрацией контролируемых параметров по глубине не более чем через 0,20м.
5.21 Обработку параметров комплексного статического зондирования рекомендуется выполнять по методике НИИОСП им. Н.М. Герсеванова[17], которая позволяет определять физико-механические характеристики грунтов расчетных инженерно-геологических элементов с заданным шагом по глубине 0,20 – 0,25м.
5.22 В случае, когда в составе проектной документации не разработан проект организации строительства (ПОС), застройщик (заказчик) совместно с проектировщиком и исполнителем работ (подрядчиком) способом «стена в грунте» условиями договора (распорядительской документацией) должны определить порядок приёмки законченных работ, а также перечень контрольных процедур оценки соответствия, выполняемых в процессе возведения отдельных конструкций способом «стена в грунте» по завершении работ данного этапа строительства.
5.23 Застройщик (заказчик) должен обеспечить вынос на площадку геодезической разбивочной основы.
5.24 Инженерно-геологическое и гидрогеологическое строение площадок строительства и трасс сооружений необходимо изучать на глубину не менее 10м ниже подошвы стены, но не менее чем: на глубину (1,5 Н + 5м) (Н – глубина сооружения) для несущих и ограждающих конструкций; для противофильтрационных завес – до водоупора (+ 5м), а при его глубоком заложении - не менее чем на 50м.
5.25 Инженерно-геологическими изысканиями должны определяться физико-механические свойства грунтов, характер их залегания, наличие карстовых пустот, валунов и других инородных включений, химический состав грунтовых вод, режим и характер фильтрационного потока, коэффициент для всех разновидностей грунтов. Кроме этого, должны быть выявлены расположения действующих и отключенных коммуникаций, возможность использования глинистых грунтов в качестве сырья для приготовления глинистой суспензии и в качестве заполнителя для противофильтрационных устройств. Материалы инженерно-геологических изысканий должны содержать также сведения об отметках заложения водоупора и его мощности, о состоянии фундаментов и их оснований, расположенных вблизи зданий и сооружений, а также данные о нагрузках, передаваемых на основание.
5.26 Разведочные геологические скважины на площадке возведения сооружения должны быть размещены по сетке не более 20×20 м или по трассе сооружения не реже, чем через 20м.
5.27 Материалы инженерно-геологических изысканий должны содержать:
- разрезы и буровые колонки с количественной и качественной оценкой
встречаемых крупных включений,
- физико-механические характеристики грунтов, в том числе удельный вес, угол внутреннего трения, коэффициент пористости, коэффициент фильтрации, модуль упругости, кроме того, для песчаных грунтов - гранулометрический состав, а для глинистых - пластичность, консистенцию и сцепление;
- данные об уровнях и режимах подземных вод, степени их агрессивности и отметках залегания водоупорных слоев грунта.
|
