СП 249.1325800.2016 Действует

- при проверке потери общей устойчивости массива грунта основания совместно с подземной коммуникацией;

- расчете оснований подземных коммуникаций 1-й геотехнической категории;

- расчете средних осадок оснований подземных коммуникаций;

- расчете оснований подземных коммуникаций, в результате которого проверяется условие самотечности коммуникаций;

- расчете оснований подземных коммуникаций, в результате которого проверяется герметичность неравнопрочных стыковых соединений между элементами сборных конструкций коммуникаций.

Все расчеты подземных коммуникаций должны проводиться на расчетные значения нагрузок, которые определяют умножением нормативных значений на соответствующий коэффициент надежности по нагрузке.

Нагрузки и воздействия на основание, подземную коммуникацию или ее отдельные конструктивные элементы, коэффициенты надежности по нагрузке, а также возможные сочетания нагрузок и коэффициенты сочетаний должны приниматься согласно требованиям СП 20.13330, а также нормативных документов на проектирование подземных коммуникаций, оснований и фундаментов соответствующих видов.

При расчете оснований подземных коммуникаций коэффициент надежности по нагрузке принимают:

- по первой группе предельных состояний – по СП 20.13330, а также норм и правил на проектирование подземных коммуникаций, оснований и фундаментов соответствующих видов;

- по второй группе предельных состояний – равным единице, если в нормативных документах на проектирование подземных коммуникаций соответствующих видов не установлены другие значения.

При определении нагрузок и воздействий на основание и подземные коммуникации к постоянным нагрузкам и воздействиям следует относить:

- вес конструкций подземных коммуникаций;

- вес грунта насыпей и засыпок;

- вес сооружений, находящихся в зоне их воздействия на подземную коммуникацию;

- давление грунта и напряжения в основании в долговременных ситуациях;

- давление подземных вод и фильтрационные силы при установившемся режиме;

- воздействие предварительного напряжения подземной коммуникации (упругий изгиб трубопровода и др.).

При определении нагрузок и воздействий на основание и подземные коммуникации к временным длительным нагрузкам и воздействиям следует относить:

- вес стационарного оборудования;

- давление грунта и напряжения в основании в кратковременных ситуациях;

- снятие нагрузки при выемке грунта;

- давление подземных вод и фильтрационные силы при неустановившемся режиме, избыточные поровые давления;

- давление жидкостей и газов внутри подземных коммуникаций;

- длительные вибрационные воздействия от оборудования и транспорта;

- нагрузки от складируемых на поверхности грунта материалов;

- температурные воздействия в период эксплуатации от транспортируемых по подземным коммуникациям жидкостей и газов;

- нагрузки и воздействия обусловленные влажностью, ползучестью и усадкой материалов;

- силы морозного пучения;

- деформации основания подземных коммуникаций, вызванные устройством открытых (траншей и котлованов) и закрытых (щитовой проходки, микротоннелирования и др.) выработок;

- изменения отметок поверхности земли (насыпей и др.) и уровня подземных вод;

- деформации основания подземных коммуникаций, вызванные ухудшением свойств грунта и не сопровождающиеся коренным изменением структуры грунта, а также оттаиванием вечномерзлых грунтов;

- негативное трение и др.

При определении нагрузок и воздействий на основание и подземные коммуникации к временным кратковременным нагрузкам и воздействиям следует относить:

- нагрузки от транспортных и подъемно-транспортных средств;

- нагрузки и воздействия, возникающие при испытании подземных коммуникаций (давление гидравлического удара и др.);

- технологические воздействия при выполнении строительных работ (давление щитовых домкратов, давление раствора при цементации, извлечение шпунта, пригруз забоя и др.);

- температурно-климатические воздействия в период строительства и др.

При определении нагрузок и воздействий на основание и подземные коммуникации к временным особым нагрузкам и воздействиям следует относить:

- нагрузки, обусловленные опасными геологическими процессами;

- воздействия, обусловленные деформациями основания подземных коммуникаций и сопровождающиеся коренным изменением структуры грунта;

- кратковременные вибрационные воздействия от оборудования и транспорта;

- взрывные воздействия;

- нагрузки, обусловленные пожаром;

- нагрузки, вызванные резким нарушением процесса транспортирования жидкостей и газов в подземных коммуникациях.

Примечание – В зависимости от рассматриваемого предельного состояния, а также проектной ситуации (долговременной или кратковременной) некоторые временные длительные нагрузки могут быть отнесены к кратковременным и наоборот.

Основные требования к расчету оснований

Проектирование оснований подземных коммуникаций должно выполняться в соответствии с требованиями СП 20.13330, СП 21.13330, СП 22.13330, СП. 24.13330, СП 25.13330, СП 31.13330, СП 32.13330, СП 33.13330, СП 35.13330, СП 36.13330 и удовлетворять требованиям настоящего свода правил.

Проектирование оснований подземных коммуникаций, строящихся на (в) специфических грунтах и в особых условиях, следует выполнять с учетом требований раздела 6 СП 22.13330.2011.

Проектирование оснований подземных коммуникаций включает в себя обоснованный расчетом выбор:

- типа основания (естественное или искусственное);

- типа, конструкции, материала, размеров и глубины заложения фундаментов (если подземная коммуникация строится на фундаментах);

- мероприятий, указанных в СП 22.13330, применяемых для снижения деформаций оснований проектируемых подземных коммуникаций (при необходимости);

- мероприятий, указанных в 6.5, применяемых для снижения деформаций оснований сооружений окружающей застройки (при необходимости).

Основания проектируемых подземных коммуникаций рассчитывают по несущей способности: в многолетнемерзлых (мерзлых) грунтах – в случаях, указанных в пункте 7.1.3 СП 25.13330.2012; в немерзлых грунтах – в случаях, указанных в пункте 5.1.3 СП 22.13330.2011.

Основания проектируемых подземных коммуникаций рассчитывают по деформациям: в многолетнемерзлых (мерзлых) грунтах – в случаях, указанных в пункте 7.1.3 СП 25.13330.2012; в немерзлых грунтах – во всех случаях, кроме указанных в 6.3.4–6.3.6.

Расчет по деформациям оснований подземных коммуникаций, строящихся в немерзлых грунтах открытым способом, устраиваемых в грунте или на ленточных фундаментах, допускается не выполнять в случае, если:

- основание подземных коммуникаций сложено скальными или слабодеформируемыми дисперсными грунтами (модуль деформации больше 50 МПа по классификации ГОСТ 25100);

- среднее давление под подземными коммуникациями (при устройстве в грунте) или их ленточными фундаментами не превышает расчетного сопротивления грунтов основания (подраздел 5.6 СП 22.13330.2011), отсутствуют специфические грунты в основании, особые нагрузки и воздействия, опасные геологические процессы, а также выполняется одно из следующих условий:

- степень изменчивости сжимаемости основания меньше предельной (пункт 5.6.49 СП 22.13330.2011), дополнительные нагрузки на земной поверхности отсутствуют,

- инженерно-геологические условия площадки строительства соответствуют области применения типового проекта,

- в основании подземных коммуникаций отсутствуют очень сильно и сильно деформируемые дисперсные грунты (модуль деформации менее 10 МПа согласно классификации ГОСТ 25100), при условии отсутствия нагрузок на поверхности земли (отсыпка грунта и др.).

Расчет по деформациям оснований подземных коммуникаций, строящихся в немерзлых грунтах открытым способом, устраиваемых на свайных фундаментах, допускается не выполнять, если в качестве свай применяются сваи-стойки.

Расчет по деформациям оснований подземных коммуникаций, строящихся в немерзлых грунтах закрытым способом, допускается не выполнять, за исключением случаев, когда их устройство выполняется в очень сильно и сильно деформируемых дисперсных грунтах (модуль деформации менее 10 МПа согласно классификации ГОСТ 25100), а также отсутствуют специфические грунты (СП 22.13330).

Расчет оснований подземных коммуникаций по деформациям заключается в проверке условия

s ≤ su, (6.1)

где s – совместная расчетная (прогнозная) деформация основания и подземной коммуникации;

su – предельное значение совместной деформации основания и подземной коммуникации, устанавливаемое в соответствии с 6.3.8.

Совместная деформация основания и подземной коммуникации может характеризоваться следующими показателями: абсолютными вертикальными (горизонтальными) перемещениями, относительной разностью вертикальных (горизонтальных) перемещений, радиусом кривизны (кривизной).

Примечания

1 Для определения совместной расчетной деформации основания и подземной коммуникации s могут применяться аналитические, численные и другие методы.

2 В необходимых случаях для определения совместной расчетной деформации с учетом длительности процессов и прогноза времени консолидации основания следует рассчитывать деформации основания во времени с учетом первичной и вторичной консолидаций.

3 При расчете основания по деформациям необходимо учитывать возможность изменения как расчетных, так и предельных значений деформаций основания за счет применения конструктивных или геотехнических мероприятий.

Предельные значения совместной деформации основания и подземной коммуникации должны устанавливаться исходя из необходимости соблюдения условия не наступления ни одного из предельных состояний, указанных в 6.1.15 и 6.1.16 при всех проектных ситуациях и сценариях.

Предельные значения совместной деформации основания и подземной коммуникации следует принимать согласно действующим нормам на проектирование коммуникаций соответствующего вида и требованиям настоящего свода правил.

Для подземных коммуникаций, предельные значения совместных деформаций которых в нормах отсутствуют, проверку допустимости совместных деформаций необходимо выполнять путем расчетов подземных коммуникаций по предельным состояниям с учетом требований ГОСТ 27751, норм на проектирование коммуникаций соответствующего вида и настоящего свода правил.

Предельные состояния подземных коммуникаций, требующие поверочных расчетов, должны выбираться с учетом таблицы 6.1, назначения, принципа транспортирования, материала и характера стыковых соединений подземных коммуникаций.

Таблица 6.1 – Условия, при которых требуются поверочные расчеты подземных коммуникаций по предельным состояниям Вид поверочного расчета | Трубопроводы | Коллекторы, каналы и другие защитные конструкции со стыками | Напорные, со стыками | Самотечные, со стыками | | равнопрочными | неравнопрочными | равнопрочными | неравнопрочными | равнопрочными | неравнопрочными Группа предельных состояний I (I.1) Проверка прочности конструкций подземных трубопроводов на максимальные продольные напряжения | + | – | + | – | + | – (I.2) Проверка прочности конструкций подземных трубопроводов на максимальные кольцевые напряжения | + (I.3) Проверка потери устойчивости положения конструкций подземных коммуникаций в результате потери устойчивости вмещающего их массива грунта | (1) Группа предельных состояний II (II.1) Проверка условия самотечности конструкций подземных коммуникаций | (2) | + | (2) (II.2) Проверка герметичности стыковых соединений сборных конструкций подземных коммуникаций | – | + | – | + | – | + (II.3.а) Проверка образования продольных трещин в конструкциях подземных коммуникаций (II.4.а) Расчет ширины раскрытия продольных трещин в конструкциях подземных коммуникаций | (3) (II.3.б) Проверка образования поперечных трещин в конструкциях подземных коммуникаций (II.4.б) Расчет ширины раскрытия поперечных трещин в конструкциях подземных коммуникаций | (3) | – | (3) | – | (3) | – Обозначения: «−» – проверка не выполняется; «+» – проверка выполняется; (1) – на основание подземной коммуникации передаются значительные горизонтальные нагрузки, подземная коммуникация расположена на откосе или склоне; (2) – проверка выполняется, если в нормах на проектирование коммуникации указан минимально допустимый уклон; (3) – проверка выполняется для бетонных, железобетонных и фибробетонных конструкций. Примечание - При необходимости, а также в случае требований норм на проектирование подземных коммуникаций соответствующего вида следует также выполнять проверку коммуникаций на общую устойчивость в продольном направлении, всплытие и овализацию.

Оценка влияния строительства на окружающую застройку

При строительстве подземных коммуникаций закрытым и открытым способами должно быть оценено влияние строительства на окружающую застройку. Оценку влияния необходимо выполнять на стадии разработки проектной документации на основании технического задания и необходимых исходных данных. Результаты оценки влияния следует оформлять в виде отчета, включаемого в утверждаемую часть проектной документации.

В техническом задании на оценку влияния строительства должны быть указаны:

- заказчик и исполнитель работ по оценке влияния;

- наименование, расположение, уровень ответственности и геотехническая категория проектируемых подземных коммуникаций;

- наименования, адреса, уровни ответственности сооружений окружающей застройки;

- категория сложности инженерно-геологических условий;

- особые условия строительства;

- особые требования к оценке влияния;

- перечень передаваемых заказчиком исходных данных.

Исходные данные для выполнения оценки влияния строительства должны включать в себя:

- проектные решения прокладываемых подземных коммуникаций (в том числе проект организации строительства);

- результаты инженерно-геологических изысканий в зоне прокладки подземных коммуникаций;

- результаты гидрогеологического прогноза (при наличии);

- результаты обследования сооружений окружающей застройки;

- результаты сопоставительного опыта геотехнического мониторинга перемещений поверхности земли и массива грунта при проходке выбранных (аналогично выбранным) в проекте методов строительства и проходческого (при необходимости другого) оборудования в схожих инженерно-геологических условиях (при наличии);

- архивные материалы (при наличии).

Примечания

1 Гидрогеологический прогноз допускается выполнять в составе работ по оценке влияния.

2 Для подземных коммуникаций окружающей застройки обследование допускается не выполнять при наличии исходных данных, достаточных для выполнения расчетов в соответствии с приложением И.

Отчет об оценке влияния строительства должен содержать:

- краткую характеристику инженерно-геологических условий строительства;

- краткую характеристику проектируемых подземных коммуникаций;

- краткую характеристику сооружений окружающей застройки;

- описание методик прогнозных расчетов (моделирования) и оценки влияния;

- результаты прогнозных расчетов (моделирования) и оценки влияния;

- выводы о степени влияния и допустимости дополнительных деформаций сооружений окружающей застройки;

- рекомендации по обеспечению сохранности и перечень мер защиты сооружений окружающей застройки.

Достоверность прогноза должна оцениваться и контролироваться на основании геотехнического мониторинга (в первую очередь измерений осадок поверхности земли и оснований фундаментов сооружений окружающей застройки), проводимого в процессе производства работ по строительству подземных коммуникаций.

Если в процессе мониторинга зафиксированы опасные отклонения контролируемых параметров от их прогнозных значений, при необходимости, следует для еще не построенных участков коммуникаций повторно выполнить прогнозные расчеты и оценку влияния, а также принять или откорректировать по ним проектные решения. В этом случае откорректированные расчетные параметры уточненной модели следует принимать после ее верификации с результатами мониторинга на уже построенных участках.

Результаты мониторинга следует передавать представителям заказчика и авторского надзора, а также, при наличии разрешения заказчика, другим заинтересованным организациям, заносить в базы данных для накопления сопоставимого опыта.

Оценку влияния следует выполнять для сооружений окружающей застройки, расположенных в пределах предварительно назначаемой зоны влияния проектируемых подземных коммуникаций.

Примечания

1 Для предварительной оценки размер зоны влияния допускается принимать равным: 1,5Нto – при проходке закрытых выработок, где Нto – глубина заложения оси закрытой выработки; 2Нs и 3Нs – при проходке локальных открытых выработок (котлованов и шахтных стволов) с применением ограждений из железобетонных или стальных соответственно (а также выработок с откосами) конструкций, где Нs – глубина заложения низа открытой выработки; 3Нs и 4Нs – при проходке протяженных открытых выработок (траншей) с применением ограждений из железобетонных или стальных соответственно (деревянных конструкций, траншей с откосами) конструкций.

2 Размер зоны влияния строительства подземных коммуникаций допускается ограничивать расстоянием, при котором расчетное значение дополнительной осадки грунтового массива или основания существующего сооружения окружающей застройки не превышает 1 мм, за исключением расположения на границе зоны влияния сооружений окружающей застройки, категория технического состояния которых предаварийная или аварийная. Размер зоны влияния измеряется от границ проектируемой выработки.

Перед выполнением оценки влияния необходимо провести техническое обследование состояния конструкций сооружений окружающей застройки, расположенных в предварительно назначаемой зоне влияния нового строительства или реконструкции. По результатам технического обследования следует определить категорию технического состояния сооружений окружающей застройки согласно приложению Д СП 22.13330.2011.

Примечание – Обследование подземных коммуникаций, кроме коллекторов и тоннелей проходного типа 3-й геотехнической категории, допускается не выполнять.

Оценка влияния строительства состоит из расчетного и экспертно-аналитического блоков.

В результате работ расчетного блока следует определять:

- изменение напряженно-деформированного состояния грунтового массива в зоне строительства подземных коммуникаций;

- дополнительные деформации и (или) напряженно-деформированное состояние сооружений окружающей застройки.

Работы расчетного блока следует выполнять, как правило, в рамках расчетов по второй группе предельных состояний. Результаты расчетов должны позволять определять степень влияния и выполнять проверку допустимости дополнительных деформаций сооружений окружающей застройки или их оснований путем сравнения прогнозных и предельных значений деформаций.

Для сооружений окружающей застройки, по которым предельные значения дополнительных деформаций оснований и сооружений в нормативных документах отсутствуют, проверку допустимости дополнительных деформаций необходимо выполнять путем поверочных расчетов по предельным состояниям согласно требованиям ГОСТ 27751 с учетом действующих и дополнительных нагрузок и воздействий. При этом в результате прогноза должны быть определены значения параметров напряженно-деформированного состояния сооружений или их оснований, необходимые для выполнения поверочных расчетов по предельным состояниям.

Примечание – Выбор предельного состояния и определение допустимости дополнительных деформаций существующих подземных коммуникаций допускается осуществлять по приложению И.

Расчеты следует выполнять преимущественно методами математического (численного) моделирования с применением апробированного геотехнического программного обеспечения, с учетом:

- результатов инженерных изысканий для строительства;

- нелинейного механического поведения грунтов основания;

- результатов гидрогеологического прогноза;

- данных, характеризующих назначение, техническое состояние, конструктивные и технологические особенности сооружений окружающей застройки;

- параметров устраиваемых выработок и коммуникаций;

- очередности и стадийности строительных работ;

- технологии производства работ;

- взаимодействия конструкций подземных коммуникаций с примыкающим грунтовым массивом.

Примечание – Для предварительных прогнозных расчетов сооружений окружающей застройки, при геотехнических категориях 2-й и 3-й объекта строительства, а также для окончательных прогнозных расчетов объекта строительства 1-й геотехнической категории допускается применять эмпирические и аналитические методы.

Расчетный блок включает в себя следующие этапы:

- сбор информации об инженерно-геологических условиях участка; объектах окружающей застройки, расположенных в предварительно назначенной зоне влияния; проектируемых подземных коммуникациях;

- выявление основных (эксплуатационных) и дополнительных (вызванных строительными работами) нагрузок и воздействий на окружающую застройку;

- выбор нагрузок и воздействий, подлежащих моделированию;

- выбор предельных состояний сооружений окружающей застройки, требующих поверочных расчетов;

- принятие решения о включении сооружений окружающей застройки или их отдельных конструкций в модель;

- принятие решения о выполнении расчетов в плоской или пространственной постановке;

- выбор программного комплекса для численных расчетов;

- выбор конструктивных элементов сооружений окружающей застройки и проектируемой подземной коммуникации, подлежащих моделированию;

- выбор (определение) границ расчетной области;

- построение геометрической модели;

- составление общей модели объекта, охватывающей инженерно-геологические и конструктивные элементы;

- выбор вида и параметров модели грунта;

- выбор вида контактных элементов и назначение их параметров;

- ввод расчетных характеристик прочности и жесткости элементов;

- ввод граничных условий;

- построение сетки конечных элементов;

- выбор этапов строительства коммуникаций, разбивка этапов на расчетные шаги; составление пошаговых расчетных схем;

- выполнение расчетов;