СП 499.1325800.2021 Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от карстово-суффозионных процессов. Правила проектирования

     6.2 Конструктивные противокарстовые мероприятия

6.2.1 Конструктивные мероприятия, направленные на обеспечение пространственной жесткости и устойчивости сооружений при образовании карстовых деформаций, осуществляются путем внесения изменений в конструктивную схему сооружений следующими способами:

- применение в фундаментно-подвальной части плоских или ребристых фундаментных плит и перекрестных ленточных фундаментов из монолитного железобетона, монолитных железобетонных стен, применением свайных фундаментов с прорезкой сваями закарстованной толщи;

- применение в надфундаментной части жесткого каркаса здания, повышением жесткости конструктивной системы здания горизонтальными и вертикальными связями и поясами и т.п.

6.2.2 Конструктивные мероприятия предполагают создание рациональной конструктивной системы здания, обладающей требуемым резервом устойчивости и несущей способности строительных конструкций к восприятию усилий, обусловленных карстовыми деформациями.

6.2.3 Фундаменты зданий и сооружений на закарстованных территориях должны выполняться из монолитного железобетона. Ленточные фундаменты должны проектироваться неразрезными, в случае необходимости устройства деформационных швов данный фактор должен быть учтен в расчетах.

6.2.4 Проектирование свайных фундаментов на закарстованных территориях в виде висячих свай или свай-стоек следует выполнять с соблюдением требований СП 24.13330.2011 (раздел 13) и следующих положений:

- для висячих свай могут применяться шарнирные и жесткие узлы сопряжения сваи с ростверком (рисунок 6.1); при шарнирном сопряжении узел должен обеспечивать возможность выскальзывания сваи из ростверка, чтобы исключить дополнительное нагружение основания и конструкций сооружения зависающими сваями, находящимися на участке образовавшегося карстового провала; в случае жесткого сопряжения сваи и ростверка данные элементы в составе фундамента сооружения должны быть рассчитаны на дополнительную нагрузку при образовании карстового провала (собственный вес свай, вес грунта и т.п.);

- образование карстового провала следует рассматривать в качестве расчетной ситуации, соответствующей исключению из работы фундамента свай, расположенных в границах расчетного диаметра провала. В отношении фундаментов на сваях-стойках следует рассматривать исключение из работы не менее одной сваи (рисунок 6.2). Расчетный диаметр карстового провала необходимо определять по формуле (5.1);

- конструкция свайного фундамента должна обладать требуемым резервом несущей способности, обеспечивающим перераспределение дополнительных усилий от свай, исключенных из работы, между смежными сваями.

Дополнительно рекомендуется учитывать сценарий возникновения провала на участках, расположенных вне границ проектируемого сооружения и прилегающих к зоне устройства свайного фундамента, что может послужить причиной разуплотнения прорезаемых сваями грунтов, снижения несущей способности свай и возникновения в них дополнительных усилий изгиба (см. 6.2.5).

6.2.5 В случае полной прорезки карстующихся пород сваями с опиранием нижних концов на некарстующиеся грунты, величину заделки сваи в опорный слой рекомендуется назначать равной не менее двух метров.

При расчете свай и ростверков в условиях возможного провалообразования следует учитывать дополнительные негативные усилия, возникающие на боковой поверхности из-за перемещения грунтов покрывающей толщи и пород в пределах карстующейся толщи. При развитии карста в труднорастворимых горных породах дополнительно следует учитывать возникновение усилий от изгиба свай в соответствии с расчетными сценариями, рекомендованными СП 24.13330 (пункт 13.10).

6.2.6 При проектировании сооружений класса КС-2 на закарстованных территориях в особых случаях допускается применение отдельно стоящих фундаментов. Возможность применения отдельно стоящих фундаментов должна быть подтверждена соответствующими расчетами по прочности и устойчивости. Применение отдельно стоящих фундаментов для сооружений класса КС-3 не допускается.

6.2.7 Протяженные или сложные в плане здания разделяют деформационными швами для обеспечения независимой работы секций здания. Длина секции здания назначается по расчету с учетом инженерно-геологического строения, конструктивно-планировочных решений и этажности.

а - жесткое соединение свай и плиты ростверка высотой ; б - свободное соединение свай и плиты ростверка высотой ()

1 - плита;  2 - сваи;  3 - сваи, зависшие над полостью с налипшим на них грунтом сваи; 4 - сваи, свободно выпавшие из ростверка после образования под ними провала; 5 - карстовая полость; 6 - обрушенная карстовая полость; 7 - провал под ростверком

Рисунок 6.1 - Конструкция свайных фундаментов

Рисунок 6.2 - Расчетная схема фундамента на сваях-стойках

6.2.8 Для определения достаточности и надежности проектных решений, необходимо обеспечить условие прочности и устойчивости сооружения при расчете по предельным состояниям первой группы на особое сочетание нагрузок с учетом расчетных параметров карстовых деформаций.

6.2.9 Расчет сооружений классов КС-2 и КС-3 на особое сочетание нагрузок, обусловленное действием карстовых деформаций, следует выполнять с применением сертифицированных программных комплексов, реализующих численные методы расчета. Расчетная схема должна учитывать совместную работу системы "основание-сооружение".