ВСН 490-87. Проектирование и устройство свайных фундаментов и шпунтовых ограждений в условиях реконструкции промышленных предприятий и городской застройки

перечень и объемы необходимых подготовительных работ для погружения свай и шпунта;

технологические карты на погружение свай и шпунта или план свайного поля с указанием последовательности погружения свай и шпунта;

меры по усилению конструкций сооружений и устройству защитных ограждений;

меры по наблюдениям за осадками и состоянием сооружений;

согласованные со службой эксплуатации сроки выполнения работ по погружению свай и шпунта вблизи сооружений с чувствительным к колебаниям оборудованием.

5.2. Оборудование для погружения свай и шпунта необходимо выбирать, исходя из требования обеспечения наибольшей производительности и учитывая влияние динамических воздействий на сооружения и подземные коммуникации.

Примечание. Если основания сооружений сложены песками мелкими пылеватыми и супесями с показателем текучести I_L > 0,5, то для забивки свай следует применять или дизель-молот с меньшей массой падающей части, или молот свободного падения по возможности с большей массой.

5.3. В случае, когда ожидаются деформации оснований, сложенных слабыми песчаными грунтами, сваи целесообразно погружать рядами вдоль сооружения, начиная с наиболее удаленных рядов. Для оснований, сложенных глинистыми грунтами, сваи следует погружать, начиная с ряда, ближнего к сооружению.

5.4. Погружение свай и шпунта начинают после того, как будут удалены имеющиеся в толще грунта остатки фундаментов, плит, лежни, корни деревьев и др.

5.5. Если осадка фундаментов сооружения развивается со скоростью, превышающей 1,0 мм/сут, необходимо прекратить погружение свай или шпунта и экстраполяцией установить значение прогнозируемых деформаций основания s_t по графику их развития во времени s_t = f(t). Если значения s_t превышают данные табл. 4, необходимо принять меры согласно п. 5.7 и продолжить погружение свай или шпунта.

5.6. Меры по уменьшению влияния на сооружения и подземные коммуникации динамических воздействий при погружении свай и шпунта должны быть приняты, если:

а) расстояние r до сооружения не будет превышать расстояний, приведенных в пп. 2.3, 2.5, 2.6, 2.11 и 2.13;

б) деформация основания или сооружения в процессе погружения свай или шпунта достигла значений, принятых в проекте.

5.7. Меры по уменьшению динамических воздействий включают: устройство лидерных скважин и шнековое рыхление грунта для погружаемых свай, выемку грунта из полых свай и свай-оболочек;

применение тиксотропной или водяной рубашки;

снижение высоты падения ударной части молота;

применение вибропогружателей с динамическим торможением на выбеге;

уменьшение количества одновременно работающих молотов или вибропогружателей;

уменьшение количества одновременно погружаемых шпунтин;

полную или частичную (до верха трубы) откопку трубопровода;

сокращение времени на соединение звеньев составных свай при погружении в песчаные пылеватые и глинистые грунты.

5.8. При погружении свай молотами в лидерные скважины амплитуду смещений грунта при расчете можно уменьшить: для песчаных грунтов - в 1,7-2,0 раза, глинистых - 2,0-2,5 при отношении площади лидера к площади сваи 0,5-0,7. При шнековом рыхлении грунта для указанных отношений площадей амплитуду смещений грунта можно уменьшить: для песчаных грунтов до 1,5 раз и глинистых - 2.

5.9. При устройстве лидерных скважин на расстоянии r £ 3 м от сооружений и r £ 2 м от подземных трубопроводов в водонасыщенных песчаных грунтах и текучих супесях и суглинках глубина скважины не должна превышать глубину заложения подошвы фундамента или низа трубопровода. Для других грунтов глубину лидерных скважин следует принимать из условия обеспечения устойчивости стенок скважины и несущей способности погруженных в скважины свай.

При рыхлении грунта шнеком диаметром до 300 мм расстояние до здания не регламентируют, а глубину рыхления назначают исходя из несущей способности свай, погружаемых в разрыхленный грунт.

Необходимо сокращать время между устройством скважины и погружением в нее сваи.

5.10. При наличии мерзлого грунта мощностью слоя свыше 20 см, асфальтовых и других покрытий погружение свай и шпунта вблизи сооружений и подземных трубопроводов без устройства лидерных скважин или разбуривания не допускается.

5.11. Применение тиксотропной или водяной рубашки уменьшает амплитуду смещения в глинистых грунтах до 1,5 раз.

5.12. Снижение высоты падения молота о 2 до 0,5 м приводит к уменьшению амплитуды смещений грунта в 1,2-1,3 раза.

5.13. Эффективность мер, принятых в ППР, по уменьшению влияния на сооружения и подземные коммуникации динамических воздействий должна быть уточнена контролем параметров колебаний в соответствии с пп. 4.6 и 4.7, а также наблюдениями за осадками согласно указаниям п. 4.9.

5.14. Если прогнозируемые в соответствии с разделом 3 расстояния до подземных трубопроводов будут меньше допустимых [r], необходимо в ППР предусмотреть на случай аварийной ситуации временное отключение трубопровода от системы.

Приложение 1
Рекомендуемое АКТ
обследования здания (сооружения), расположенного вблизи проектируемых свайных фундаментов по адресу г. _________ "___" ________ 19 _ г.

Мы, нижеподписавшиеся: представитель проектной организации ________________

___________________________________________________________________________

представитель заказчика ______________________________________________________

и представитель организации, эксплуатирующей здание (сооружение) _______________

___________________________________________________________________________

произвели визуальное обследование существующего здания (сооружения)¹⁾, построенного в (месяц, год) ___________________________________________________

В результате обследования установлено: _____________________________________

(приводятся данные об этажности, высоте и размерах в плане, конструктивных особенностях и назначении здания (сооружения) и краткое описание конструкций: фундаментов с указанием типа, размеров и глубины их заложения, давления на грунт; стен и пола подземной части; несущих стен; перекрытий; перемычек; покрытий; инженерных коммуникаций и др., а также оборудования, чувствительного к колебаниям, с указанием его места установки²⁾.

Выводы комиссии о необходимости проведения инструментального обследования прочности, отклонений элементов зданий от проектного положения и т.п.

Представитель проектной организации (подпись)

Представитель заказчика (подпись)

Представитель организации, эксплуатирующей

здание (сооружение) (подпись)

____________

¹⁾ При обследовании необходимо использовать имеющуюся техническую документацию здания (сооружения).

²⁾ К акту прикладывается дефектная ведомость со схемой расположения трещин, сколов и других дефектов.

Приложение 2 Рекомендуемое ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ КОЛЕБАНИЙ 1. Расчет уровня динамических воздействий по скорости v или ускорению колебаний a для определения допустимых расстояний по пп. 2.3, 2.4, 2.7, 2.13 и 2.15 производят по параметрам колебаний, определяемым согласно указаниям настоящего приложения, и уточняют по данным измерений параметров колебаний при забивке и вибропогружении пробных свай и шпунта.

Для расчетов по пп. 2.3, 2.4 и 2.7 принимают наибольшее измеренное значение амплитуды смещений и соответствующую ей частоту вертикальной составляющей колебаний, а по пп. 2.13 и 2.15 значения амплитуд смещений и частот одной из трех составляющих колебаний.

2. Скорость v (мм/с) и ускорение колебаний a (мм/с²) вычисляют по формулам

v = 2pAf (1)

a = 4p²Af², (2)

где A и f - соответственно амплитуда смещений, мм, и частота колебаний, Гц, определяемые согласно указаниям настоящего приложения.

3. Для оценки влияния динамических воздействий на сооружения и подземные коммуникации при погружении свай молотами параметры колебаний грунта определяют по графику на чертеже на основе данных об инженерно-геологических условиях участка строительства. Значения А_о следует определять по частоте f_о, принимаемой по оси абсцисс в зависимости от плотности и консистенции наиболее прочного слоя грунта толщиной не менее 0,5 м, залегающего на глубину 6-8 м от дневной поверхности или дна котлована. Границы выделенных на графике участков соответствуют примерно диапазону изменения значений относительной плотности песка I_ф и текучести глинистых грунтов I_L, прячем с увеличением I_Д с уменьшением I_L возрастает f_о.

4. Значения А_о и f_о соответствуют значениям вертикального колебания грунта на расстоянии 0,5 м от забиваемой сваи молотом массой 5,5 т с высоты падения 1,6-1,8 м. Для молотов массой не менее 1,8 т значение А_о следует уменьшить пропорционально отношению их масс до 25 %, а для молотов массой не более 7 т - увеличить до 20 %.

5. Для оценки влияния динамических воздействий на сооружения при вибропогружении свай и шпунта значения А_о и f_о вертикальных колебаний грунта следует принимать по табл. 1.

Зависимость вертикальных смещений А_о и ускорений a_о от частоты колебаний грунта f_о:

а - пески мелкие рыхлые водонасыщенные; пылеватые средней плотности и рыхлые независимо от влажности; б - пески гравелистые, крупные средней плотности независимо от влажности; средней крупности средней плотности водонасыщенные; мелкие плотные и средней плотности и пылеватые плотные маловлажные и влажные; в - пески гравелистые и крупные рыхлые независимо от влажности; средней крупности и мелкие рыхлые маловлажные и влажные; мелкие плотные средней плотности и пылеватые плотные водонасыщенные; г - пески гравелистые, крупные и средней крупности плотные независимо от влажности; гравелистые, крупные и средней крупности средней плотности маловлажные и влажные; супеси твердые; суглинки и глины тугопластичные, полутвердые и твердые; д - супеси текучие; е - супеси пластичные; ж - суглинки и глины текучие и текучепластичные; з - суглинки и глины мягкопластичные

Таблица 1

Грунты

Параметры колебаний грунта при вибропогружении на расстоянии 0,5 м от сооружения

шпунта

сваи

сваи-оболочки

А_о, мм

f_o, Гц

А_о, мм

f_o, Гц

А_о, мм

f_o, Гц

Пески гравелистые плотные и средней плотности; пески крупные, средней крупности и мелкие плотные маловлажные и влажные; супеси твердые; суглинки и глины твердые, полутвердые и тугопластичные

0,45

15

-

-

4,0

8

Пески крупные, средней крупности и мелкие средней плотности; пески пылеватые плотные и средней плотности; супеси пластичные; суглинки и глины мягкопластичные и текучепластичные

0,12

20

2,0

6,5

3,0

8

Пески рыхлые; супеси текучие

0,06

28

1,5

6,5

2,0

8

Примечания: 1. Значения A_о и f_o приведены для шпунта Ларсен IV, погружаемого вибропогружателем В-401; для полой сваи диаметром 600 мм, погружаемой вибропогружателем ВП-80 и железобетонной сваи-оболочки диаметром 1200 мм, погружаемой вибропогружателем ВУ-1,6 с выемкой грунта из полости сваи.

2. При погружении свай и шпунта вибропогружателями других типов необходимо внести поправку в значения A_о и f_o, которую следует принять для А_о - пропорционально отношению вынуждающих сил и для f_o - пропорционально отношению частот колебаний вибропогружателей.

6. Амплитуда смещения грунты на расстоянии t от погружаемой сваи или шпунта вычисляется по формуле

, (3)

где А_о - амплитуда смещения на расстоянии r_o = 0,5 м от погружаемой сваи, мм;

е - основание натурального логарифма;

d - коэффициент затухания колебаний грунта с расстоянием принимается по табл. 2 и уточняется по данным измерений в соответствии с п. 10, 1/м.

7. Скорость v и ускорение колебаний a на расстоянии r вычисляют по формулам

, (4)

, (5)

где v_o и a_o - соответственно скорость и ускорение колебаний грунта на расстоянии r_o.

Таблица 2

Грунты

Коэффициент d, 1/м

забивка свай и шпунта

вибропогружение

сваи

сваи-оболочки

Пески плотные и средней плотности маловлажные и влажные; супеси твердые; суглинки и глины твердые, полутвердые и тугопластичные

0,02-0,04*

0,10

0,12

Пески плотные и средней плотности водонасыщенные; пески рыхлые маловлажные и влажные; супеси пластичные; суглинки и глины пластичные и текучепластичные

0,04-0,07*

0,08

0,10

Пески рыхлые водонасыщенные; супеси текучие; суглинки и глины текучие

0,06-0,10*

0,07

0,08

____________

* Для грунтов одного вида по крупности, плотности сложения, влажности и текучести меньшие значения соответствуют: для песков - большим значениям показателя относительной плотности и меньшей влажности, для глинистых грунтов - меньшим значениям показателя текучести и коэффициента пористости.

8. В соответствии с требованиями п. 4.7 должны быть измерены параметры колебаний (амплитуды смещений и соответствующие им частоты) в вертикальном и двух взаимно перпендикулярных горизонтальных направлениях.

Регистрацию колебаний следует производить одновременно через каждый 1 м погружения сваи или шпунта до проектной отметки или через 0,5 м, если в геологических разрезах имеют место выклинивающиеся слои грунта, или при мощности слоев менее 1 м.

9. Для регистрации используют виброизмерительную аппаратуру, предназначенную для регистрации смещений в диапазоне частот 2-30 Гц (например, датчики И001, И002, сейсмоприемники СВ-5 и СГ1-10 и осциллографы Н-700, Н-004 и Н-041, отградуированные по амплитуде смещения колебаний, и другая аналогичная аппаратура).

Датчики следует устанавливать на поверхности грунта и фундаментов на расстояниях, указанных в пп. 10 и 11, с одинаковой ориентацией по направлениям измерений колебаний грунта и фундамента. При этом необходимо обеспечить надежное крепление датчиков.

10. Коэффициент d, определяемый по результатам измерений параметров колебаний, вычисляют по формуле

, (6)

где А₁ и А₂ - амплитуды смещений грунта на расстояниях r₁ и r₂.

11. Значения коэффициента передачи колебаний грунта фундаменту (К) принимают по табл. 3.

По результатам измерений параметров колебаний коэффициент К вычисляют из равенства

, (7)

где А_ф - амплитуда смещений фундамента, мм;

А_г - амплитуда смещений грунта на расстоянии от сваи, равном расстоянию до фундамента, мм.

Таблица 3

Фундамент

Значение коэффициента К в зависимости от грунта несущего слоя основания фундамента

Пески рыхлые, супеси и глины с показателем текучести I_L

Пески средней плотности, супеси и глины с показателем текучести 0,5 < I_L < 1,0

Пески плотные, супеси и глины с показателем текучести I_L £ 0,5

Здание или сооружение высотой до:

2 этажей

0,8

0,9

1,0

5 этажей

0,7

0,8

0,9

9 этажей

0,6

0,7

0,8

12 и выше

0,5

0,6

0,7

Оборудование, установленное на:

грунте

0,9

0,95

1,0

перекрытии здания или сооружения

0,85

0,9

1,0

Приложение 3 Рекомендуемое ПЕРЕЧЕНЬ РЕКОМЕНДУЕМЫХ МЕР ПО УСТРОЙСТВУ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ И ШПУНТОВЫХ ОГРАЖДЕНИЙ ВБЛИЗИ ЗДАНИЙ И ПОДЗЕМНЫХ КОММУНИКАЦИЙ 1. Проверка прочности, устойчивости оснований и сдвига фундамента по подошве в соответствии со СНиП 2.08.01-83 по формуле

F £ g_c , (1)

где F - расчетная нагрузка на основание;

F_И - сила предельного сопротивления основания;

g_c - коэффициент условий работы, принимаемый равным для грунтов 1-й группы - 1,0, 2-й - 0,9 и 3-й - 0,7;

g_И - коэффициент надежности, принимаемый для сооружений I и II категорий по состоянию равным I; II и III категории - 1,2.

2. Устройство технологического шпунта для ограждения котлована.