СТО 36554501-017-2009

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И УСТРОЙСТВО МОНОЛИТНОЙ КОНСТРУКЦИИ, ВОЗВОДИМОЙ СПОСОБОМ "СТЕНА В ГРУНТЕ"

Design and construction of cast-in-place diaphragm wall structures

     

Дата введения 2010-01-21

     
Предисловие

Цели и задачи разработки, а также использования стандартов организаций в РФ установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила разработки и оформления - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения" и ГОСТ Р 1.4-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения".

Сведения о стандарте:

1 РАЗРАБОТАН и ВНЕСЕН лабораторией освоения подземного пространства городов НИИОСП им. Н.М.Герсеванова - института ОАО "НИЦ "Строительство" и группой специалистов (д-р техн. наук, проф. В.П.Петрухин, кандидаты техн. наук О.А.Шулятьев, И.В.Колыбин, Х.А.Джантимиров, инженеры О.А.Мозгачева, А.Б.Мещанский, В.Г.Пекшев, В.А.Китайкин - НИИОСП им. Н.М.Герсеванова, д-р техн. наук С.С.Каприелов, канд. техн. наук А.В.Шейнфельд, инженеры Ю.А.Киселева, И.А.Арзуманов - НИИЖБ им. А.А.Гвоздева под общей редакцией д-ра техн. наук В.П.Петрухина)

2 РЕКОМЕНДОВАН к ПРИНЯТИЮ научно-техническим советом НИИОСП им. Н.М.Герсеванова 4 февраля 2009 г.

3 УТВЕРЖДЕН и ВВЕДЕН в ДЕЙСТВИЕ приказом генерального директора ОАО "НИЦ "Строительство" от 28.12.2009 N 27а

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

     1 Область применения

1.1 Данный стандарт организации (СТО) распространяется на проектирование и устройство монолитных железобетонных конструкций, выполняемых способом "стена в грунте".

1.2 Действие СТО не распространяется на проектирование и устройство "стены в грунте" в районах с вечномерзлыми и структурно-неустойчивыми грунтами.

1.3 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.

1.4 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 5 м.

1.5 Конструкция "стена в грунте" может быть использована в качестве несущей стены подземной части сооружения (несущего элемента щелевого фундамента) или ненесущей ограждающей конструкции котлована.

1.6 "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.

1.7 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.

1.8 Способ "стена в грунте" включает в себя два основных этапа:

разработку траншеи под защитой глинистого (бентонитового) раствора;

заполнение траншеи бетоном (возможно, с предварительной установкой стального каркаса).

     2 Особенности инженерно-геологических изысканий

2.1 Инженерно-геологические изыскания для устройства "стены в грунте" должны обеспечивать комплексное изучение инженерно-геологических условий площадки строительства и получение материалов для расчета и проектирования указанной конструкции.

2.2 Проведению изысканий должен предшествовать анализ архивных материалов по инженерно-геологическим изысканиям, а также проектной и исполнительной документации о конструктивных особенностях проектируемого здания или сооружения.

2.3 Количество инженерно-геологических выработок, размещение их в плане и глубина изысканий должны назначаться в соответствии с требованиями к инженерно-геологическим изысканиям для подземных и заглубленных сооружений согласно СП 11-105 и "Инструкции по инженерно-геологическим и инженерно-экологическим изысканиям в г.Москве".

2.4 Инженерно-геологическое строение площадки для проектирования "стены в грунте" должно быть изучено на глубину не менее м, где - глубина заложения основного сооружения (глубина котлована), но не менее 10 м от подошвы ограждающей конструкции. На указанную глубину должно быть пройдено не менее 30% скважин, но не менее трех.

2.5 Инженерно-геологические скважины должны быть размещены по периметру проектируемой конструкции "стена в грунте" с расстоянием между скважинами не более 20 м.

2.6 Материалы инженерно-геологических изысканий должны содержать:

разрезы и буровые колонки с количественной и качественной оценкой встречаемых грунтов;

физико-механические характеристики грунтов, в том числе значения удельного веса, угла внутреннего трения, коэффициента фильтрации, удельного сцепления, гранулометрический состав (для песчаных грунтов), число пластичности и консистенцию (для глинистых грунтов);

данные об уровнях и режимах подземных вод, степени их агрессивности и отметках залегания водоупоров.

2.7 Для пород, подвергавшихся ледниковому уплотнению, допускается определять коэффициент переуплотнения грунтов OCR.

2.8 Для котлованов глубиной свыше 15 м при определении прочностных и деформационных характеристик грунта помимо стандартных исследований рекомендуется проводить стабилометрические испытания образцов грунта ненарушенной структуры. Для сохранения образца грунта рекомендуется использовать такие грунтоносы, которые отбирают образцы непосредственно в гильзы, используемые для компрессионных и стабилометрических испытаний, снабжены датчиками порового и общего давлений, проводят герметизацию образца в момент отбора.

2.9 Для котлованов глубиной свыше 15 м для определения параметров деформирования грунтов рекомендуется предусматривать полевые испытания штампами и прессиометрами в количестве не менее трех для каждого выделенного инженерно-геологического элемента. Программа полевых испытаний должна включать определение модулей общей и упругой деформации по ветвям нагружения и разгрузки графиков осадка-нагрузка соответственно.

2.10 В связи с необходимостью проведения дополнительных расчетов ограждающих конструкций при глубине котлована свыше 15 м по моделям более сложного типа, чем идеальная упругопластическая модель Кулона-Мора, оперирующим нестандартными деформационными и прочностными параметрами, результаты лабораторных (компрессионных, стабилометрических и др.) и полевых (штамповых, прессиометрических, зондировочных и др.) испытаний должны передаваться проектировщикам (расчетчикам) вместе с полученными графиками зависимостей и паспортами (протоколами) испытаний.

2.11 В процессе изысканий для проектирования "стены в грунте" в скальных грунтах рекомендуется определять прочностные и деформационные характеристики: удельное сцепление, угол внутреннего трения, прочность на одноосное сжатие и растяжение, модуль упругости (модуль Юнга), коэффициент Пуассона в вертикальном и горизонтальном направлениях, вдоль и поперек трещин (в случае их наличия), а также классификационные характеристики, связанные с их трещиноватостью: показатель качества породы (RQD), модуль трещиноватости (), коэффициент выветрелости (), характеристику трещин (ширина раскрытия, коэффициент шероховатости и материал заполнения) и расстояние между ними, протяженность зоны дробления разломов или трещин.

2.12 Для предварительных расчетов "стены в грунте" можно воспользоваться характеристиками , , приведенными в табл.1 СНиП 2.02.02.

2.13 В связи с устройством "стены в грунте" с использованием бентонитового раствора необходимо определять фильтрационные характеристики грунтов и удельное водопоглощение для скальных грунтов. Определение указанных характеристик должно проводиться в полевых условиях путем кустовых откачек или нагнетания.

     3 Расчет и проектирование "стены в грунте"

3.1 При проектировании конструкции "стена в грунте" должны учитываться действующие на нее нагрузки и воздействия, возникающие в условиях строительства и эксплуатации сооружения (в том числе от складирования материалов и веса механизмов на бровке котлована), а также воздействия от зданий и сооружений, опирающихся на "стену в грунте" или расположенных в непосредственной близости от нее.

3.2 Величины внешних нагрузок и воздействий, передаваемых на грунт, коэффициенты перегрузки и сочетания нагрузок должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07, СНиП 2.02.01, СНиП 2.06.07, а также СП 50-101.

3.3 Величины сейсмических нагрузок на "стену в грунте" определяются в соответствии с требованиями СНиП II-7.

3.4 Степень агрессивного воздействия подземных вод и грунтов на конструкции "стена в грунте" должна приниматься в соответствии с требованиями СНиП 2.03.11 и МГСН 2.09.

3.5 Конструкции, устраиваемые способом "стена в грунте", и их основания должны рассчитываться на нагрузки по первой и второй группам предельных состояний с учетом взаимодействия стен с прилегающим грунтом на нагрузки, предусмотренные действующими нормативными документами (пп.3.1-3.4), при их наиболее невыгодном сочетании.

3.6 "Стена в грунте" должна рассчитываться по прочности, устойчивости, деформациям и раскрытию трещин, основания - по устойчивости и деформациям.

3.7 Расчет "стены в грунте" заключается в подборе глубины ее заделки в грунт, обеспечивающей общую устойчивость конструкции, расчете внутренних усилий в конструкции самой "стены в грунте", в обвязочных поясах и удерживающих конструкциях.

3.8 При проектировании "стены в грунте" с анкерным креплением расчетную несущую способность анкеров следует откорректировать после проведения натурных испытаний анкеров. Число анкеров для испытаний назначается проектировщиком в зависимости от геотехнической категории объекта, инженерно-геологических условий площадки строительства, нагрузки на анкер и технологии их устройства. При этом должно быть не менее трех анкеров на каждом ярусе и инженерно-геологическом элементе.

3.9 Расчет "стены в грунте" рекомендуется выполнять аналитическими или численными методами. При расчете численными методами могут быть использованы программные комплексы (например, Wall-3, Plaxis и т.п.). В случае сложной конфигурации котлована (наличие внутренних углов больше 180°), пересечения анкеров, оценки влияния строительства для сооружений, находящихся в угловой зоне котлована, а также для оптимизации армирования "стены в грунте" рекомендуется расчеты производить не только в плоской, но и в пространственной постановке.

3.10 Расчет ограждающей конструкции "стена в грунте" должен выполняться с учетом этапов экскавации грунта из котлована с последовательной установкой удерживающих систем (анкеров, распорок, контрфорсов, дисков перекрытий, с земляными пригрузочными призмами).

3.11 Для расчета ограждающих конструкций "стена в грунте" при глубине котлована более 15 м рекомендуется использовать расчетные модели, учитывающие зависимость деформационных параметров грунтов от напряженно-деформированного состояния, в том числе процессов уплотнения или разуплотнения (например, Hardening soil model).

3.12 При глубине котлована более 10 м и для подземных сооружений повышенной ответственности, огражденных "стеной в грунте", следует выполнять расчет подземного сооружения на прогрессирующее разрушение, учитывающий специфику строительства и эксплуатации подземного сооружения. Прогрессирующее разрушение - состояние, при котором локальное первичное разрушение отдельных конструкций "стены в грунте" приводит к цепному обрушению несущих конструкций подземной и надземной частей здания, не подверженных непосредственному воздействию.

3.13 В случае расположения в зоне влияния подземного сооружения, огражденного "стеной в грунте", подземных водонесущих коммуникаций рекомендуется выполнять расчет ограждающей конструкции на аварийный подъем подземных вод: в случае напорного трубопровода - до планировочной отметки земли, для ненапорных трубопроводов - до отметки верха трубопровода.

3.14 При расчете на прогрессирующее разрушение следует предусматривать возможную несанкционированную перекопку грунта на 0,5 м вблизи внутреннего периметра "стены в грунте" или перебор грунта на ту же глубину при устройстве земляных пригрузочных призм (уменьшение площадки и высоты бермы, увеличение угла откоса).

3.15 При назначении расчетных параметров ограждающей конструкции "стена в грунте" следует выполнять оценку влияния ее устройства и экскавации грунта из котлована на окружающую застройку, включая подземные водонесущие коммуникации.

3.16 При выполнении оценки влияния устройства "стены в грунте" следует рассчитать, а при невозможности - качественно оценить технологические осадки (перемещения) фундаментов окружающих зданий и водонесущих коммуникаций от устройства траншеи, анкеров и наметить, при необходимости, возможные защитные мероприятия.

3.17 Оценка влияния котлована на окружающую застройку, огражденного "стеной в грунте", выполняется путем прогнозного математического моделирования методом конечных элементов изменения напряженно-деформированного состояния грунтового массива в процессе выполнения работ по устройству котлована на стадиях строительства и эксплуатации, а также прогноза изменения гидрогеологической обстановки на территории, прилегающей к строительству.

3.18 По результатам выполненной оценки влияния в случае получения расчетных значений дополнительных перемещений водонесущих коммуникаций или фундаментов окружающей застройки, превышающих предельно допустимые нормативные значения, следует либо откорректировать проектное решение ограждающей конструкции, либо предусмотреть защитные мероприятия, дополнив проект соответствующим разделом.

3.19 Проект "стены в грунте" на стадии П должен включать в себя основные сведения об инженерно-геологических условиях площадки строительства с указанием значения уровня подземных вод, принятого в расчете; схемы форшахты и конструкции "стены в грунте" с разделением по технологическим захваткам; характеристики применяемых материалов (бентонитовый раствор, бетонная смесь, бетон, арматура и др.); схемы удерживающих конструкций, обеспечивающих устойчивость "стены в грунте", а также основных разрезов. Кроме этого, должны быть решены вопросы гидроизоляции и водопонижения.

3.20 Проект "стены в грунте" на стадии РД должен содержать дополнительно к стадии П армирование "стены в грунте", необходимые узлы и детали.

3.21 При проектировании "стены в грунте" в состав проекта должны быть включены следующие положения, касающиеся производства работ:

применяемые механизмы для разработки траншеи (геометрические параметры рабочих органов применяемых механизмов, возможная предельная глубина устройства траншеи и др.);

основные характеристики бетонной смеси (марка по удобоукладываемости - подвижность по осадке или расплыву стандартного конуса, сохраняемость, расслаиваемость и средняя плотность);

основные характеристики бетона (класс по прочности при сжатии, марки по водонепроницаемости и морозостойкости, а при необходимости и характеристики, обеспечивающие коррозионную стойкость конструкции, применяемые добавки);

проектный возраст бетона (проектный возраст бетона принимается 28 сут, в случае если другой возраст специально не оговорен в проекте);

основные этапы производства работ (промежуточные отметки экскавации, отметки установки ярусов удерживающей системы, размеры земляных призм и др.);

конструкции шпонок, ограничителей и водоизолирующих элементов "water stop";

принципиальные решения по гидроизоляции "стены в грунте" (тип, материалы, основные узлы);

основные положения мониторинга ограждающей конструкции (расположение инклинометрических скважин, узлы их установки, места установки деформационных марок и т.п.).