Захист від небезпечних геологічних процесів будинки і споруди на підроблюваних територіях і просідаючих грунтах

- у випадку прийняття при розрахунку будинку або споруди моделі основи у виді нелінійно-непружної системи—дані випробувань грунтів при збільшенні тиску та роз­вантаженні, що характеризують нелінійність деформування основи, а у випадку моде­лі у виді реологічної системи - дані випробувань грунтів із фіксацією деформацій у часі на кожному ступені навантаження.

4.3 Будівництво будинків і споруд на підроблюваних територіях, де за прогнозом можливе утворення провалів, а також на ділянках, де можливе утворення зсувів, не допускається.

4.4 При величинах деформацій земної поверхні підроблюваних територій

ε  1 мм/м, R  20 км, і  3 мм/м, h  1 см засоби захисту будинків і споруд за винят­ком залізобетонних ємкостей для рідин і деяких типів технологічного обладнання, як правило, не потрібні.

4.5 При будівництві у районах, де за даними територіальних геологічних організацій відмічені виходи пластів або тектонічних порушень гірських порід під наноси або знаходяться відпрацьовані гірничі виробки на малих глибинах, які вказані в пунк­тах 6-11 додатка 4, необхідно виконувати комплекс вишу кувальних робіт із визначен­ням розташування виходів пластів і порушень під наноси, а також пустот у відпрацьо­ваному просторі.

Проектування будівництво будинків і споруд на ділянках з виходами на земну поверхню робочих і відпрацьованих пластів, тектонічних порушень і осьових повер­хонь синклинальних і флексурних складок (включаючи виходи під наноси), а також у районах із старими гірничими виробками, пройденими на малих глибинах, повинно здійснюватись з урахуванням їх впливу на величину деформацій земної поверхні.

ДБН В.1.1-5-2000 Ч.1 С.11

Будівництво в умовах, що вказані вище, допускається за можливості прогнозу­вання деформацій земної поверхні згідно з чинними нормативними документами, розробленими спеціалізованими організаціями у цій галузі, і при відповідному техніко-економічному обгрунтуванні необхідності будівництва.

Якщо за наведених умов розрахунок очікуваних деформацій земної поверхні не може бути здійснений, будівництво допускається тільки за висновком спеціалізованої організації.

4.6 Будівництво будинків і споруд допускається на підроблюваних територіях з деформаціями земної поверхні, що, як правило, не перевищують максимальні дефор­мації для груп I і Ік (таблиці 1 і 2).

4.7 На підроблюваних територіях, де за прогнозом очікуються деформації земної поверхні, що перевищують максимальні за групами І і Ік, будівництво будинків і спо­руд може бути допущене у виняткових випадках за наявності відповідного техніко-економічного обгрунтування, висновків спеціалізованих організацій та за узгоджен­ням з Держнаглядохоронпраці України та Держбудом України.

У проектах будинків і споруд для будівництва на підроблюваних територіях Ік л ІІк груп, а також на майданчиках з виходами тектонічних порушень та зі старими гір­ничими виробками, пройденими на малих глибинах, має бути передбачено закладання марок нівелювання і реперів для інструментальних спостережень за деформаціями об'єктів та навколишньої земної поверхні в період підробки та наступної їх експлуа­тації.

4.8 3 метою зменшення деформацій земної поверхні від впливу підробки на бу­динки і споруди допускається використовувати гірничі засоби захисту згідно з пунк­тами 4.35 та 4.36.

4.9 Ділянки виходів пластів, що відпрацьовуються на глибині до 400 м, які вклю­чають захисні смуги по 30 м по обидва боки від виходу, забудовувати дозволяється за висновками спеціалізованих організацій.

4.10 Дозволяється у період проявлення процесу зсування і деформацій земної поверхні від підробки будівництво житлових і громадських будинків жорсткої кон­структивної схеми (великопанельних заввишки не більше 16 поверхів, великоблоко­вих заввишки не більше 10 поверхів), а також будівництво супутніх будинків і споруд комунального призначення (котельні, очисні споруди тощо) при величинах очікува­них (імовірних) деформацій земної поверхні:

R = 16 км, h = 1,5 см, і = 3 мм/м, є = 2,5 мм/м.

При величинах очікуваних (імовірних) деформацій земної поверхні

R < 16 км, h > 1,5 см, і > 3 мм/м, є > 2,5 мм/м

будівництво будинків і споруд у період проявлення процесу зсування і дефор­мацій земної поверхні від підробки допускається за дотримання умов:

- відомий термін спорудження будинку або споруди, а також зміни величин де­формацій земної поверхні у період будівництва;

- конструкції будинку чи споруди перевірені розрахунком за двома групами гра­ничних станів, а також за допустимими відхиленнями від проектних розмірів у період будівництва з урахуванням деформацій земної поверхні;

ДБН В.1.1-5-2000 Ч.1 С.12 - у проекті будинку або споруди передбачені, за необхідності, заходи, що забез­печують міцність, стійкість та тріщиностійкість конструкцій, а також додержання проектних рівнів та положень будинку чи споруди в цілому, окремих його елементів, обладнання, включаючи монтажні механізми, підкранові колії, що знаходяться на бу­дівельному майданчику;

- у період будівництва забезпечуються систематичні інструментальні спостере­ження за деформаціями конструкцій будинку чи споруди і земної поверхні ділянки будівництва;

- відсутність на ділянці будівництва виходів зміщувачів диз'юнктивних пору­шень і осьових поверхонь синклинальних складок;

- наявність висновків спеціалізованих організацій стосовно розрахунку деформа­цій земної поверхні, узгодження спеціалізованих інститутів у галузі будівництва бу­динків і споруд на підроблюваних територіях, а також узгодження з Держбудом України та з Держнаглядохоронпраці України.

4.11 Проектування будинків і споруд для будівництва на ділянках, небезпечних виділенням метану на поверхню землі, слід виконувати з урахуванням заходів захисту від проникнення в них метану у відповідності з додатком 5.

4.12 При будівництві на територіях, де можливе техногенне затоплення або під­топлення, що спричиняються розробкою родовищ корисних копалин у відповідності з вимогами СНіП 2.06.15, має бути передбачений інженерний захист територій.

Прогнозування затоплення або підтоплення територій і проектування захисту те­риторій від затоплення і підтоплення слід здійснювати на базі висновків спеціалізова­них організацій.

4.13 При проектуванні будинків і споруд з урахуванням заходів, що компенсують нерівномірне осідання і ліквідують крени, їх вирівнювання в цілому або окремих кон­структивних елементів допускається здійснювати: з допомогою спеціальних вирівнювальних пристроїв (домкратів) - згідно з додатком 6; шляхом локальної зміни дефор­маційної здатності основи вибурюванням грунту в основі - відповідно до додатка 7 або іншими методами, що пройшли експериментальну перевірку. Вибір методу вирівнювання виконується у залежності від конструктивного рішення об'єкта і грунтових умов майданчика будівництва.

При проектуванні будинків і споруд на основах, складених практично нестисли­вими грунтами, доцільно передбачати підготовку основи улаштуванням під фунда­ментами грунтової подушки.

Вирівнювання будинків і споруд як захід захисту від дії нерівномірних дефор­мацій основи не виключає в необхідних випадках застосування і інших додаткових заходів захисту: конструктивних, підготовки основи тощо.

4.14 Не допускається будівництво на підроблюваних територіях об'єктів з ядер­ними технологічними процесами і підприємств з виробництва та зберігання токсич­них, вибухо- та пожежонебезпечних речовин, а також прокладання відповідних тех­нологічних трубопроводів.

Основні вимоги щодо розрахунку 4.15 Конструкції будинків і споруд, що проектуються для будівництва на під­роблюваних територіях, слід розраховувати за методом граничних станів.

Види розрахунків по першій і другій групах граничних станів для особливого сполучення навантажень, яке включає взаємодію від підробки, потрібно приймати у відповідності з нормами проектування будівельних конструкцій.

ДБН В.1.1-5-2000 Ч.1 С.13 При цьому повинні враховуватися деформації основи:

- від навантажень, що передаються спорудою;

- від підробки, що проявляється у виді вертикальних і горизонтальних пе­реміщень основи.

4.16 Розрахунок конструкцій на особливі сполучення навантажень, які складаються з постійних, тривалих, можливих короткочасних навантажень і дії від підробки, слід виконувати з урахуванням найбільш несприятливих сполучень дії від підробки.

4.17 Можливими сполученнями дії від підробки є:

а) відносна горизонтальна деформація розтягу (+ ), кривизна опуклості (+ р), нахил і;

б) горизонтальна деформація стиску (- ), кривизна угнутості (- р ), нахил і;

в) уступ на земній поверхні (висота уступу h) і відповідна йому горизонтальна деформація  і нахил і.

При плавних вертикальних деформаціях земної поверхні (кривизні) слід врахо­вувати сполучення деформацій, зазначених у підпунктах "а", "б", при ступінчастих деформаціях (уступі) - сполучення деформацій підпункту "в".

4.18 Окремі види деформацій земної поверхні при розрахунку конструкцій допу­скається не враховувати, якщо зусилля від них разом із зусиллями від інших видів на­вантажень і дій не перевищують граничних значень міцності.

4.19 Розрахункові схеми деформування основи, які використовуються для визна­чення зусиль, переміщень конструкцій будинків і споруд, ширини розкриття тріщин в них, що виникають внаслідок нерівномірних деформацій основ, допускається прийма­ти згідно з рекомендованим додатком 8.

4.20 При визначенні зусиль або напружень у конструкціях N_р від дії підробки, сполучення яких наведені у 4.17, необхідно:

- за наявності даних, згідно з якими окремі види деформацій земної поверхні при підробці досягають своїх максимальних значень одночасно, викликаючи у конструкції зусилля одного знака, розрахункові зусилля складати за формулою

, (1)

де N_і - значення зусиль чи напружень у перерізі, що розглядається, викликаних різними видами деформацій земної поверхні;

п - число видів деформацій земної поверхні, що враховуються у розрахунку;

- як розрахункове зусилля приймати найбільш несприятливе для роботи кон­струкцій сполучення зусиль, що виникають від кожного окремого виду де­формацій, якщо окремі види деформацій земної поверхні при підробці досягають своїх максимальних значень у різний час;

- на підроблюваних територіях з основами, складеними просідаючими грунтами, зусилля визначати від дії підробки та від неусунутої частини просадки, приймаючи при цьому як розрахункові сумарні зусилля від обох видів діяння;

- у тому самому випадку для будинків і споруд нижчого рівня відповідальності допускається як розрахункові приймати найбільші зусилля, одержані у розрахунках на дії підробки та неусунутої частини просідання окремо.

4.21 Розрахункові схеми будинків і споруд, що використовуються для визначення зусиль і деформацій у їх конструкціях, повинні відображати дійсні умови роботи об'єктів і особливості їх взаємодії з основою, а також враховувати просторову роботу, геометричну та фізичну нелінійність та повзучість матеріалів конструкції.

ДБН В.1.1-5-2000 Ч.1 С.14

4.22 Конструкції будинків і споруд слід розраховувати на дії від підробки, вихо­дячи з умови спільної роботи основи і споруди. При цьому вибір оптимальних архіте­ктурно - планувальних і конструктивних вирішень будинків і споруд необхідно здійс­нювати з врахуванням груп складності умов будівництва (таблиця 5), що забезпечу­ють їх нормальну експлуатацію у відповідності з вимогами 2.8 та вказівок 2.10 - 2.12.

4.23 У залежності від значень контактних напружень (нормальних і дотичних на контакті основи з фундаментом) модель основи слід приймати у виді:

- лінійно-пружної системи;

- нелінійно-непружної системи, що відображає нелінійний зв'язок між деформа­ціями і навантаженнями на основу у стабілізованому стані грунту, різницю у дефор­маційних властивостях основи при навантаженні та розвантаженні, порушення конта­кту між фундаментом і основою;

- реологічної системи, що відображає деформаційні властивості основи для різ­них моментів часу протягом будівельного та експлуатаційного періодів (у нестабілізованому стані грунту).

Моделі основи для розрахунку слід обирати з урахуванням конструктивних особ­ливостей, призначення будинку або споруди та вказівок, наведених у 4.24.

Деформаційні властивості основи на контакті з фундаментами допускається ви­значати одночасно із застосуванням двох коефіцієнтів жорсткості основи: при стиску та при зсуві або одного з них.

Значення коефіцієнтів жорсткості основи допускається визначати у відповід­ності з додатком 9.

4.24 Для вибору моделі основи слід виконати розрахунок із використанням моде­лі основи у виді лінійно-пружної системи.

Якщо одержані у результаті цього розрахунку значення нормальних р та дотич­них  напружень на окремих ділянках контакту основи з фундаментом задовольняють умови

0,5р_n  р  1,5R або р > 1,5 R на ділянці F  0,2F_р; (2)

  0,5 _max або  >0,5_max на ділянці F  0,2F_ .

то розрахунок допускається виконувати з використанням лінійно-пружної системи.

У формулах ( 2 ):

р_n - початковий нормальний тиск на основу від споруди, що діє до появи діяння від підробки;

R - розрахунковий опір грунту основи, який визначається відповідно до вимог СНіП 2.02.01;

 _max - граничне значення дотичного напруження по підошві фундаменту, що визначається відповідно до вимог СНіП 2.02.01;

F - площа контакту основи з фундаментом, на якій перевищені напруги р та ;

F _р , F_ - площі контакту основи з фундаментом, на яких проявляються відповідно нормальні та дотичні напруження.

Якщо умови (2) не задовольняються, то слід виконати розрахунок з використан­ням моделі основи у виді нелінійно-непружної системи.

ДБН В.1.1-5-2000 Ч.1 С.15

4.25 Зусилля, що виникають у несучих конструкціях будинків і споруд від дії го­ризонтальних деформацій основи, слід визначати у залежності від конструктивних особливостей підземної частини будинку або споруди, глибини закладання його фун­даменту, площі контакту з грунтом, фізико-механічних властивостей грунтів основи, у тому числі і зміни їх у процесі підробки, діючих навантажень з урахуванням:

- нормального тиску грунту, що зсувається, на лобові поверхні фундаментів.

- зсуваючих сил по підошві фундаментів або сил тертя по шву ковзання;

- зсуваючих сил по бічних поверхнях фундаментів.

4.26 Коефіцієнти тертя по шву ковзання, якщо визначається сила тертя (4.25), допускається приймати згідно з таблицею 6.

4.27 При проектуванні будинків і споруд з урахуванням можливості їх вирівню­вання у процесі експлуатації з допомогою домкратів (додаток 6) слід виконувати роз­рахунок конструкцій на дію нерівномірних деформацій основи та у стадії вирівнюван­ня. Розрахунком на вирівнювання слід перевіряти несучу здатність та стійкість кон­струкцій, а також несучу здатність основи на дію зусиль, що передаються домкратами, з допустимим ступенем нерівномірності вертикальних переміщень вирівнювальних пристроїв.

Таблиця 6

Конструкція шва

ковзання

Витрати матеріалу

прошарку, кг/м²

Коефіцієнт тертя по шву ковзання

Два шари пергаміну з прошар­-

ком меленого графіту

0,5

0,20

Те саме щипаної слюди

1,0

0,30

Те саме інертного пилу

1,0

0,40

Два шари поліетиленової плівки з прошарком графіту

0,4

0,15

Примітка. Площина шва ковзання має бути вирівняна. Відхилення розміру шва по вертикалі допускається не більше 5 мм на 1 м довжини шва.

При проектуванні будинків і споруд з урахуванням їх вирівнювання шляхом ви­бурювання грунту з-під підошви фундаментів (додаток 7) слід виконувати розрахунок будинку на дію деформацій від нерівномірної стисливості грунту основи в процесі ви­бурювання. Розрахунком повинна бути здійснена перевірка стійкості основи на ділян­ках будинку з оголеною бічною поверхнею фундаментів у зонах відкопування тран­шей.