- расчеты устойчивости склонов, примыкающих к сооружению, откосов, бортов котлованов;
- расчет устойчивости ограждающих конструкций;
- определение эффективных напряжений и поровых давлений в массиве грунта и на контакте конструкций подземного сооружения с основанием, а также их изменений во времени;
- расчеты внутренних усилий в ограждающих, распорных, анкерных и фундаментных конструкциях;
- расчеты фильтрационной прочности основания, давления подземных вод на конструкции подземного сооружения, фильтрационного расхода;
- расчет деформаций системы подземное сооружение-основание.
При выполнении расчетов следует учитывать возможные изменения гидрогеологических условий, а также физико-механических свойств грунтов и скальных пород в процессе строительства и эксплуатации сооружения, в том числе с учетом промерзания и оттаивания грунтового массива.
10.14. При проектировании подземных и заглубленных сооружений, перекрывающих частично или полностью естественные фильтрационные потоки в грунтовом или скальном массиве, а также изменяющих условия и пути фильтрации подземных вод, следует выполнять прогноз изменений гидрогеологического режима площадки строительства.
Прогноз изменений гидрогеологического режима следует выполнять путем математического моделирования фильтрационных процессов численными методами. Для выполнения математического моделирования должны привлекаться специализированные организации.
10.15. При проектировании подземных и заглубленных сооружений в районах существующей застройки следует выполнять геотехнический прогноз влияния строительства на изменения напряженно-деформированного состояния грунтового массива и деформации существующих зданий и сооружений.
Прогноз изменений напряженно-деформированного состояния грунтового массива следует выполнять путем математического моделирования с использованием нелинейных моделей механики сплошных сред численными методами. Для выполнения математического моделирования должны привлекаться специализированные организации.
Примечание: При проектировании сооружений II и III уровней ответственности, возводимых открытым способом, математическое моделирование изменений напряженно-деформированного состояния грунтового массива разрешается не проводить при расположении существующих зданий и сооружений на расстоянии более , где - глубина котлована.
10.16. Нагрузки и воздействия на основание и конструкции подземных и заглубленных сооружений должны устанавливаться расчетом, исходя из совместной работы конструкций сооружения и основания.
При проектировании следует учитывать нагрузки и воздействия, возникающие на всех стадиях возведения и эксплуатации подземного сооружения.
К постоянным нагрузкам, учитываемым при проектировании, относятся: вес строительных конструкций подземного сооружения и надземных зданий или сооружений, опирающихся на него или передающих нагрузку через грунт; давление грунтового массива, вмещающего сооружение, и подземных вод при установившейся фильтрации; усилия натяжения постоянных анкеров, распорные усилия и пр.
К временным длительным нагрузкам и воздействиям относятся : вес стационарного оборудования подземных сооружений и другие полезные нагрузки; давление жидкостей и газов в резервуарах и трубопроводах; давление подземных вод при неустановившемся режиме фильтрации; нагрузки от складируемых на поверхности грунта материалов; температурные технологические воздействия; усилия натяжения временных анкеров; нагрузки, обусловленные изменением влажности, усадкой и ползучестью материалов и пр.
К кратковременным нагрузкам и воздействиям относятся: дополнительное давление грунтов, вызванное подвижными нагрузками, расположенными на поверхности грунта; температурные климатические воздействия и пр.
К особым нагрузкам и воздействиям относятся: сейсмические воздействия; динамические воздействия от эксплуатируемых линий метрополитена, транспортных сооружений или промышленных объектов; взрывные воздействия; воздействия, обусловленные деформациями основания при набухании и морозном пучении грунтов и др.
Коэффициенты надежности по нагрузке и возможные сочетания нагрузок должны приниматься в соответствии с требованиями действующих глав СНиП по нагрузкам и воздействиям и проектированию сооружений в зависимости от их назначения.
10.17. При проектировании подземных и заглубленных сооружений I и II уровней ответственности следует предусматривать установку контрольно-измерительной аппаратуры для проведения натурных, в том числе геодезических наблюдений за состоянием сооружений как в процессе строительства, так и в период их эксплуатации для оценки надежности системы сооружение-основание, своевременного выявления дефектов, предотвращения аварийных ситуаций, а также для оценки правильности результатов прогноза, принятых методов расчета и проектных решений.
10.18. В процессе строительства и в начальный период эксплуатации подземных и заглубленных сооружений следует выполнять натурные наблюдения (мониторинг) на строительной площадке. В состав проекта следует включать раздел "Система мониторинга на площадке". К составлению этого раздела должны привлекаться специализированные организации. Состав и объем натурных наблюдений (мониторинга) при строительстве подземных и заглубленных сооружений должны назначаться в зависимости от класса сооружений, их конструктивных особенностей, геологических и гидрогеологических условий площадки, способа возведения, плотности окружающей существующей застройки, требований эксплуатации и в соответствии с результатами геотехнического прогноза.
При проведении мониторинга, как правило, следует определять:
- осадки, крены и горизонтальные смещения конструкций строящегося подземного сооружения, а также окружающих зданий и сооружений, расположенных в зоне влияния строительства;
- состояние конструкций строящегося подземного сооружения и окружающих зданий и сооружений;
- деформации распорных конструкций и величины усилий в них;
- величины усилий в анкерных конструкциях;
- напряжения и деформации в грунтовом массиве;
- пьезометрические напоры воды в грунтовом массиве;
- расходы воды, фильтрующейся в массиве грунта, вмещающем подземное сооружение;
- температуру грунтов в массиве;
- химический состав, температуру и мутность профильтровавшейся воды в дренажах и коллекторах;
- эффективность работы дренажных, водопонизительных и противофильтрационных систем;
- уровень колебаний подземного сооружения при его строительстве рядом с тоннелями метрополитена и другими источниками вибрационных и динамических воздействий;
- экологические изменения.
Состав программы мониторинга при обосновании может быть расширен.
10.19. При проектировании подземных и заглубленных сооружений должны быть предусмотрены инженерные мероприятия, обеспечивающие экологическую защиту прилегающей территории от подтопления, загрязнения подземных вод промышленными и бытовыми стоками и пр., а также по защите близлежащих зданий и сооружений от недопустимых деформаций.
11. КОНТАКТНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ И ДАВЛЕНИЕ ГРУНТА НА ПОДЗЕМНЫЕ
И ЗАГЛУБЛЕННЫЕ СООРУЖЕНИЯ
11.1. Величины нормальных и касательных напряжений на контакте грунтового массива и конструкций подземных и заглубленных сооружений (контактные напряжения) необходимо определять для использования их в расчетах конструкций и оснований по первой и второй группам предельных состояний. Величины контактных напряжений следует, как правило, определять, рассматривая совместную работу системы сооружение-основание.
При определении контактных напряжений необходимо учитывать историю формирования и существующее напряженно-деформированное состояние грунтового массива, конструктивные особенности сооружения, прочностные и деформационные характеристики основания и конструктивных элементов сооружения, технологию и последовательность возведения сооружения.
11.2. При определении контактных напряжений в расчетах следует, как правило, использовать нелинейные модели механики сплошных сред или нелинейные контактные модели. Выбор моделей следует осуществлять в зависимости от вида грунтов, а также от особенностей решаемой задачи. Основные классы моделей приведены в приложении 16.
Для определения контактных напряжений с использованием нелинейных моделей следует применять специализированные программы для ЭВМ.
Примечания:
1. При обосновании для определения контактных напряжений допускается использовать модели линейно-деформируемого полупространства, линейно-деформируемого слоя, а также линейные контактные модели.
2. При использовании специализированных программ для ЭВМ результаты расчетов должны быть сопоставлены с расчетами по замкнутым формулам.
11.3. При обосновании, а также достаточном опыте проектирования и строительства в расчетах допускается использование методов, в которых давление грунтов на конструкции подземных сооружений рассматривается как сумма заданной активной нагрузки и реактивного отпора основания.
11.4. При использовании методов расчета, указанных в п. 11.3, величины активного вертикального давления грунта на конструкции подземных сооружений следует определять в зависимости от инженерно-геологического строения площадки, способа возведения сооружения, глубины его заложения, габаритов и конструктивных особенностей сооружения.
В этом случае при определении величин вертикального давления грунта допускается использовать указания глав СНиП II-44-78, 2.06.09-84, II-94-80, 2.05.03-84, II-40-80.
При проектировании подземных сооружений в насыпи или широком котловане с обратной засыпкой следует учитывать возможность превышения величинами вертикального давления грунта значений бытового давления грунта.
11.5. Величины бокового давления грунта на конструкции подземных сооружений, устраиваемых закрытым способом, допускается определять в зависимости от существующего напряженного состояния грунтового массива и технологии устройства сооружения в соответствии с указаниями глав СНиП II-44-78, 2.06.09-84, II-94-80.
11.6. Величины бокового давления грунта на конструкции подземных сооружений, устраиваемых открытым способом, следует определять в зависимости от инженерно-геологического и гидрогеологического строения площадки с учетом внешних нагрузок на грунтовый массив, возможных перемещений и деформаций конструкций, а также порядка и технологии выполнения работ по устройству конструкций.
Зависимость величин бокового давления грунта от величины горизонтальных смещений конструкций допускается принимать в соответствии с приложением 17.
Величины активного давления , бокового давления грунта в состоянии покоя и пассивного давления допускается определять в соответствии с требованиями главы СНиП 2.06.07-87.
11.7. При использовании методов расчета, указанных в п. 10.3, величины реактивного давления грунта следует определять в соответствии с указаниями п.11.2.
11.8. При использовании численных методов расчета, указанных в п.11.2, с применением специализированных программ для ЭВМ следует выполнять верификацию результатов расчета.
В качестве одной из проверок правильности полученных результатов следует выполнять анализ соблюдения условий статического равновесия рассматриваемого массива или конструкции.
12. ПОДПОРНЫЕ СТЕНЫ И ОГРАЖДЕНИЯ КОТЛОВАНОВ
12.1. Подпорные стены и ограждения котлованов в зависимости от конструкции следует классифицировать на:
- гравитационные, устойчивость которых обеспечивается собственным весом конструкций и грунта засыпки. К гравитационным относятся массивные, уголковые и ячеистые подпорные стены;
- гибкие, устойчивость которых обеспечивается заделкой в грунтовом массиве, анкерными и распорными конструкциями. К гибким относятся "стены в грунте", шпунтовые и свайные ограждения;
- комбинированные, представляющие собой сочетание первого и второго видов.
12.2. При проектировании подпорных стен и ограждений котлованов следует использовать указания разделов 10 и 11.
12.3. Подпорные стены и ограждения котлованов, а также их основания следует рассчитывать по двум группам предельных состояний.
Первая группа предельных состояний должна предусматривать выполнение следующих расчетов:
- устойчивости положения стены против сдвига, опрокидывания и поворота;
- устойчивости, несущей способности и местной прочности основания;
- прочности элементов конструкций и узлов соединения;
- несущей способности и прочности анкерных элементов;
- устойчивости и прочности распорных элементов;
- фильтрационной устойчивости основания.
Вторая группа предельных состояний должна предусматривать выполнение следующих расчетов:
- основания, подпорных стен и их конструктивных элементов по деформациям;
- элементов конструкций стен по раскрытию трещин.
При проектировании подпорных стен, устраиваемых способом "стена в грунте", следует выполнять расчет устойчивости стенок траншеи, заполненной тиксотропным раствором.
При проектировании подпорных стен, устраиваемых из отдельно стоящих шпунтовых элементов, следует выполнять расчет прочности основания на продавливание грунта.
При проектировании котлованов в районах существующей застройки следует выполнять прогноз влияния строительства на деформации существующих зданий и сооружений.
12.4. При проектировании подпорных стен и ограждений котлованов следует учитывать:
- технологические особенности возведения и последовательность технологических операций;
- необходимость устройства пристенного дренажа, использования анкерных или распорных конструкций;
- возможность изменений физико-механических характеристик грунтов, связанных с процессами бурения, забивки и другими технологическими воздействиями;
