СП 354.1325800.2017 Фундаменты опор мостов в районах распростран. Правила проектирования и строительства Foundations of bridge supports in areas of permafrost soils. Design and construction rules окс 93. 040 Дата введения 20180515
 Скачать 1.94 Mb.
|
|
СП 354.1325800.2017 Фундаменты опор мостов в районах распространения многолетнемерзлых грунтов. Правила проектирования и строительства Свод правил от 14.11.2017 N 354.1325800.2017 Применяется с 15.05.2018 Страница СП 354.1325800.2017 СВОД ПРАВИЛ ФУНДАМЕНТЫ ОПОР МОСТОВ В РАЙОНАХ РАСПРОСТРАНЕНИЯ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ Правила проектирования и строительства Foundations of bridge supports in areas of permafrost soils. Design and construction rules ОКС 93.040 Дата введения 2018-05-15 Предисловие Сведения о своде правил 1 ИСПОЛНИТЕЛЬ - ООО "Лаборатория инженерной теплофизики" (ООО "ЦЛИТ") 2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство" 3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России) 4 УТВЕРЖДЕН приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 14 ноября 2017 г. N 1543/пр и введен в действие с 15 мая 2018 г. 5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) 6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет Введение Настоящий свод правил разработан в соответствии с Федеральным законом от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений" , Федеральным законом от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности" , Федеральным законом от 23 ноября 2009 г. N 261-ФЗ "Об энергосбережении и о повышении энергоэффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации" , Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании" Настоящий свод правил подготовлен авторским коллективом АО ЦНИИС (руководитель - д-р техн. наук А.А.Цернант, канд. техн. наук В.П.Рыбчинский, канд. техн. наук И.А.Бегун), ООО "Лаборатория инженерной теплофизики" (ответственный исполнитель - д-р техн. наук В.В.Пассек, канд. техн. наук Н.А.Цуканов, канд. техн. наук В.П.Величко, канд. техн. наук Вяч.В.Пассек, канд. техн. наук В.Г.Дубинин). 1 Область применения Настоящий свод правил распространяется на проектирование и устройство фундаментов опор постоянных мостов, путепроводов и эстакад на железных и автомобильных дорогах, сооружаемых в районах распространения многолетнемерзлых грунтов. 2 Нормативные ссылки В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы: ГОСТ 5686-2012 Грунты. Методы полевых испытаний сваями ГОСТ 14098-2014 Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы, конструкции и размеры ГОСТ 25100-2011 Грунты. Классификация СП 14.13330.2014 "СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах" (с изменением N 1 ) СП 22.13330.2016 "СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений" СП 24.13330.2011 "СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты" (с изменением N 1 ) СП 25.13330.2012 "СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах" (с изменением N 1 ) СП 28.13330.2017 "СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии" СП 35.13330.2011 "СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы" (с изменением N 1 ) СП 45.13330.2017 "СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты" СП 46.13330.2012 "СНиП 3.06.04-91 Мосты и трубы" (с изменениями N 1 , N 3 ) СП 47.13330.2016 "СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения" СП 48.13330.2011 "СНиП 12-01-2004 Организация строительства" (с изменением N 1 ) СП 63.13330.2012 "СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения" (с изменениями N 1 , N 2 , N 3 ) СП 70.13330.2012 "СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции" (с изменениями N 1 , N 3 ) СП 131.13330.2012 "СНиП 23-01-99* Строительная климатология" (с изменениями N 1 , N 2 ) Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов. 3 Термины и определения В настоящем своде правил применены следующие термины с соответствующими определениями: 3.1 глубина нулевых годовых амплитуд температур в грунте: Глубина, на которой температура грунта остается неизменной в течение всего годового периода независимо от сезонных колебаний температуры воздуха на поверхности. 3.2 грунт засоленный: Грунт, содержащий водорастворимые соли. 3.3
3.4
3.5 грунт пластично-мерзлый: Грунт с большим содержанием незамерзшей воды, находящийся при температуре ниже 0°С, но выше температуры замерзания; обладает пластическими свойствами и может деформироваться под нагрузкой. 3.6 грунт сухомерзлый: Песчаный грунт с суммарной влажностью до 6%, гравийно-песчаный грунт с влажностью заполнителя до 6%. 3.7 грунт сыпучемерзлый: Крупнообломочный и песчаный грунт, имеющий отрицательную температуру, но не сцементированный льдом и не обладающий силами сцепления. 3.8 грунт твердомерзлый: Прочно смерзшийся, практически несжимаемый грунт, находящийся при температуре ниже границы замерзания. 3.9 деградация мерзлоты: Многолетний процесс постепенного повышения среднегодовой температуры многолетнемерзлого грунта, приводящий со временем к понижению верхней поверхности мерзлоты, разобщению ее от слоя сезонного промерзания и росту зоны постоянно талого грунта между ними. 3.10
3.11
3.12 приведенная температура воздуха: Температура наружного воздуха, полученная на метеостанции и откорректированная с учетом солнечной радиации и испарения с поверхности. 3.13 растепление мерзлоты: Повышение температуры многолетнемерзлого грунтового массива. 3.14 сезоннодействующие охлаждающие установки; СОУ: Замкнутые теплообменные устройства различного типа с газообразным, жидким или парожидкостным теплоносителем, применяемые для охлаждения и замораживания грунта за счет действия естественной разности температур грунта и окружающего воздуха. 3.15 слой сезонного оттаивания: Поверхностный слой грунта, оттаивающий в летний период. 3.16 среднегодовая температура многолетнемерзлых грунтов: Температура грунта на глубине нулевых годовых амплитуд (10-15 м). 3.17 талик: Толща талых и немерзлых пород в зоне вечной мерзлоты, распространенная с поверхности или ниже слоя сезонного промерзания и существующая более одного года. 3.18 температура замерзания: Температура, при которой в грунте замерзает более 90% воды. 3.19 температура начала замерзания (оттаивания): Температура, при которой в порах грунта появляется (исчезает) лед. 3.20 температурное поле: Совокупность температур в каждой точке расчетной области грунта на рассматриваемый момент времени. 3.21 термокарст: Образование просадочных и провальных форм рельефа и подземных пустот вследствие вытаивания подземного льда или оттаивания мерзлого грунта. 3.22 температурный режим грунтов; ТР: Изменение температурных полей во времени. 3.23 уширенная площадка: Насыпь с горизонтальной поверхностью, размеры которой в плане существенно превосходят ее высоту, устраиваемая около какого-либо сооружения (опора моста, насыпь железной или автомобильной дороги) с целью понижения температуры грунтового основания основного сооружения. 4 Общие положения 4.1 Настоящий свод правил предназначен для применения при проектировании, устройстве и контроле по сооружению фундаментов опор мостов (путепроводов, эстакад), возводимых на многолетнемерзлых грунтах. 4.2 При проектировании фундаментов опор на многолетнемерзлых грунтах в зависимости от их конструктивных и технологических особенностей и мерзлотно-грунтовых условий применяется один из следующих принципов использования грунтов в качестве основания: - принцип I - грунты основания используют в мерзлом состоянии, сохраняемом в течение всего периода эксплуатации сооружения. При этом грунты могут быть мерзлыми до строительства или замораживаемыми в процессе строительства; - принцип II - грунты основания используют в талом или оттаивающем состоянии. Рекомендуется применять принцип I. Применение принципа II связано с более значительными неопределенностями с нарушением равновесия среды, в частности, с протаиванием смежных массивов, расположенных рядом или внизу, что может привести к линейной деформации или сдвигу больших массивов. 4.3 В своде правил приведены требования, необходимые для учета характерных особенностей проектирования и сооружения на многолетнемерзлых грунтах безростверковых опор, свайных и мелкого заложения фундаментов с использованием типовых или апробированных на практике и рекомендованных для широкого применения проектов, а также для разработки индивидуальных конструктивно-технологических решений опор. Общие положения, относящиеся к вопросам проектирования и устройства фундаментов опор мостов как на используемых в мерзлом или талом состоянии многолетнемерзлых грунтах, так и на немерзлых грунтах в части проектирования и сооружения фундаментов и надфундаментной части опор, отсыпки и укрепления конусов, укрепления русел и т.п. следует принимать в соответствии с действующими нормативными документами. 4.4 Проектирование и сооружение фундаментов опор мостов должно осуществляться с учетом требований к охране окружающей среды и защиты от опасных природных процессов. 4.5 При прогнозировании температурного режима грунтов оснований следует учитывать, что зона теплового влияния на грунт, находящийся непосредственно у каждой опоры, распространяется на расстояние в плане радиусом 50 м и более, поэтому необходимо проводить расчеты для всего мостового перехода, включая участки подходного земляного полотна и формировать территорию всего мостового перехода с учетом ее теплового влияния на зону непосредственно у опор. При проектировании конструкции и технологии возведения искусственного сооружения должны быть определены особенности не только самого сооружения, но и полосы отвода (характер растительности, возможность возведения других сооружений и т.п.). Эти особенности должны быть учтены при разработке проекта сооружения и схемы мониторинга. При этом должны быть учтены следующие главные факторы, влияющие на изменение температурного режима: снегоотложения, изменение уровня грунтовых или поверхностных вод, изменение растительного покрова (его ликвидация при строительстве или, наоборот, в локальных зонах таликов рост кустарника или деревьев, вызывающих повышенные снежные заносы). На снегозаносимых участках граница полосы отвода устанавливается с учетом расположения снегозадерживающих сооружений. 5 Проектирование фундаментов опор мостов 5.1 Общие положения 5.1.1 При выборе конструктивно-технологического решения фундаментов опор мостов, проектируемых на многолетнемерзлых грунтах, следует ориентироваться на применение безростверковых конструкций устоев и промежуточных опор или опор с ростверком, расположенным выше поверхности грунта, а в пределах водотоков - выше или ниже уровня первой подвижки льда. Опоры с фундаментами мелкого заложения допускается применять в тех случаях, когда оттаивание мерзлых грунтов не приведет к появлению недопустимых по условиям нормальной эксплуатации мостов деформаций опор в соответствии с СП 35.13330 . 5.1.2 При проектировании фундаментов опор на многолетнемерзлых грунтах, используемых по принципу I, необходимо предусматривать мероприятия, направленные на поддержание в течение всего периода эксплуатации мостового перехода расчетной отрицательной температуры грунтов основания. С этой целью следует свести до минимума нарушения мохорастительного покрова, природного режима течения поверхностных и подземных вод на мостовом переходе, предусмотреть мероприятия по искусственному поддержанию расчетных температур путем использования специальных конструктивно-технологических решений опор и применения охлаждающих устройств. Выбор вышеуказанных мероприятий, а также самого конструктивного решения, следует проводить на основании теплофизического расчета и указаний раздела 7, а также приложения А . 5.1.3 Для сохранения естественного водного режима на мостовом переходе, грунты основания фундаментов опор которого используются по принципу I, необходимо исключить или свести к минимуму: - пропуск воды под одним мостом от нескольких соседних постоянных или периодических водотоков (за исключением протоков одного водотока); - застой воды в пересыпанных протоках; - длительную аккумуляцию воды под мостами и на подходах; - срезки дна водотоков без укрепления против размыва; - срезку русла со вскрытием сильнольдистых грунтов или подземных льдов; - отвалы грунта, приводящие к застою воды под мостом и увеличению снегозаносимости; - погружение свай с использованием метода протаивания грунтов основания. 5.1.4 На участках залегания большой толщи (свыше 15 м) сильнольдистых грунтов (с относительной осадкой при оттаивании более 0,03) или подземных льдов, в местах наличия криопегов, в пределах водотоков с наледями, на неустойчивых косогорах и в других сложных условиях решение о месте расположения, типе и конструкции опор следует принимать индивидуально для каждого проектируемого мостового перехода. При этом рекомендуется обследовать целесообразность переноса места расположения мостового перехода, увеличения глубины заложения фундаментов, обеспечения мерзлого состояния грунтов в основаниях опор с помощью охлаждающих устройств или других мер. 5.1.5 Основания и фундаменты опор следует проектировать с использованием результатов инженерно-геологических, мерзлотных, гидрогеологических, гидрологических и геодезических изысканий, выполненных в соответствии с требованиями СП 47.13330 . Требования к инженерно-геологическим изысканиям приведены в [5]. 5.1.6 Материалы инженерно-мерзлотных изысканий должны содержать: - данные о мерзлотно-грунтовых условиях на строительной площадке, в том числе об особенностях распространения по площади и глубине залегания многолетнемерзлых грунтов, их генезисе, литологическом и гранулометрическом составах, криогенном строении, особенностях напластования, температуре, максимальных толщинах слоев сезонного промерзания и оттаивания, средней годовой температуре грунта на глубине 10-15 м, мерзлотных процессах (наледях, буграх пучения, термокарсте, солифлюкционно-оползневых образованиях и др.), степени засоленности грунтов, наличии включений концентрированных солевых растворов (криопегов) и их напоре; - результаты полевых и лабораторных исследований и испытаний грунтов, отражающие литологические типы, криогенное строение, физические, теплофизические и механические свойства в талом и мерзлом состояниях: для нескальных грунтов - плотность, влажность, льдистость, просадочность при оттаивании, угол внутреннего трения, сцепление, теплоемкость, коэффициент теплопроводности; для скальных грунтов - степень выветрелости и трещиноватости, временное сопротивление на одноосное сжатие, коэффициент размягчаемости в воде и др.; - дополнительные данные, необходимые для прогнозирования возможных изменений мерзлотных условий на строительной площадке, в том числе данные о продолжительности периодов и среднемноголетних значениях положительных и отрицательных температур воздуха, толщине снежного покрова, мохорастительном и торфяном покровах, а также о характерных особенностях проектируемого мостового перехода и производства работ по возведению опор моста и т.п.; - исходные данные и требования, необходимые для разработки мероприятий по охране окружающей среды и защите от опасных природных процессов, подлежащие включению в проект опор моста, а также в проект организации и производства строительных работ (с целью обеспечения максимальной сохранности мохорастительного покрова, минимальных нарушений естественных условий напластования грунтов и протекания водотоков). 5.1.7 Материалы гидрогеологических и гидрологических изысканий должны содержать данные о времени и уровнях появления и установления подземных вод; химическом составе подземных вод с целью определения основных показателей их агрессивности по отношению к бетону или стальным оболочкам фундаментов; характере гидравлической связи подземных вод с водами открытых водоемов (рек, водохранилищ или озер). Кроме сведений о подземных водах должны быть получены данные о наземных (поверхностных) водах, включающие расчетные уровень и расход воды; в водотоке рабочие уровни для каждого месяца в году; уровни высокой и низкой межени; графики среднемноголетней продолжительности стояния характерных уровней воды; сведения о датах начала и конца ледостава и ледохода, толщине льда, уровнях ледостава и ледохода, возможных заторах льда; сведения о характере и степени агрессивности воды. В дополнение к перечисленным сведениям необходимо учитывать специфические особенности водотоков, характеризующие: - прохождение паводков поверх ледяного покрова, обычно образующегося на перекатах при промерзании водотоков до дна, а также в местах появления наледей или ледяных заторов, возникающие при таких паводках подпоры воды и связанное с ними повышение ее уровней; - возможные деформации русла в результате прохода паводков по ледяному покрову или по наледям (спрямления русла, глубинные, боковые размывы русла и т.п.). 5.1.8 В комплекс изысканий, выполняемых для разработки проекта опор мостов, рекомендуется включать обзор и систематизацию данных по материалам ранее проведенных изысканий, в том числе связанных с поиском полезных ископаемых, нефти и газа, обзор сведений по опыту строительства и эксплуатации ранее построенных мостов и других сооружений разного назначения в районах проектируемых дорог, обращая особое внимание на характер и причины изменений температуры многолетнемерзлых грунтов, если такие изменения были выявлены. 5.1.9 Номенклатуру грунтов оснований в описанных результатах изысканий и проектах фундаментов следует принимать согласно ГОСТ 25100 , а характеристики многолетнемерзлых грунтов - согласно СП 25.13330 . 5.1.10 Количество и глубину разведочных скважин следует назначать, исходя из необходимости получения достоверных данных, требуемых для обоснованного принятия рациональных конструктивно-технологических решений фундаментов опор с учетом сложности мерзлотных и гидрологических условий в месте проектируемого мостового перехода. В зависимости от принципа использования грунтов в качестве оснований глубина скважин должна не менее чем на 5 м превышать глубину заложения фундаментов при применении принципа I и не менее чем на 5 м - подошву возможной чаши оттаивания грунтов под фундаментом при применении принципа II. В местах распространения засоленных мерзлых грунтов с включением линз криопегов количество скважин должно соответствовать, как минимум, количеству опор моста. При этом подлежат четкому определению абсолютные отметки залегания линз криопегов и их мощность, а также наличие напора высокоминерализованных вод на момент проходки скважин. 5.1.11 При выборе принципа использования многолетнемерзлых грунтов в качестве основания фундаментов опор мостов следует исходить из условий обеспечения надежности и долговечности, а также минимальных затрат материалов, труда и времени на их возведение. 5.1.12 Многолетнемерзлые грунты в основании фундаментов глубокого заложения опор с ростверком или безростверковых рекомендуется использовать по принципу I при соблюдении следующих условий и требований: - мерзлые грунты должны быть преимущественно сливающегося типа, температура которых в течение всего периода эксплуатации моста не будет превышать значений, принятых в расчетах несущей способности основания; - в местах сильных снежных заносов продольный профиль дороги должен обеспечивать в пределах перехода наличие просвета под мостом, с учетом требований приложения К ; - для предотвращения наледей рекомендуется с верховой стороны моста на расстоянии 50-100 м осуществлять перехват подруслового потока, например, с помощью мерзлотной завесы, устраиваемой с использованием охлаждающих устройств. Для предотвращения появления термокарста следует предусматривать меры по исключению возможности длительного застоя воды у подходной насыпи и под мостом, а также существенного повреждения мохорастительного покрова в зоне мостового перехода; - дно русла в местах его возможного значительного размыва должно быть укреплено на длине не менее 15 м в верховую и низовую стороны от оси моста; - промежуточные опоры рекомендуется размещать вне пределов меженного русла; - свайные элементы (сваи разных типов) фундаментов следует погружать в мерзлые грунты ниже уровня максимально возможного их оттаивания на глубину, обеспечивающую восприятие расчетных нагрузок, включая силы морозного выпучивания; - низ свайных элементов необходимо располагать не менее чем на 4 м выше поверхности подземного льда или сильнольдистых грунтов. Если это условие невыполнимо, такие грунты должны быть прорезаны свайными элементами, а при невозможности этого - решение об использовании сильнольдистых грунтов в качестве оснований следует принимать индивидуально. 5.1.13 В качестве оснований фундаментов, используемых по принципу II, пригодны любые крупнообломочные грунты, плотные и средней плотности пески, твердые, полутвердые и тугопластичные глинистые грунты, а также другие малосжимаемые при оттаивании грунты (характеризуемые относительной осадкой при оттаивании не более 0,03) при условии обеспечения предусмотренной проектом несущей способности оснований и перемещений верха опор в пределах допусков, установленных СП 35.13330 . 5.1.14 Твердомерзлые грунты следует использовать преимущественно по принципу I. При этом для фундаментов железнодорожных мостов необходимо обеспечить на весь период эксплуатации температуры мерзлых грунтов основания на 0,5°С ниже расчетных температур для песков и супесей и на 1°С - для суглинков и глин. 5.1.15 Пластично-мерзлые грунты в основаниях фундаментов рекомендуется использовать по принципу I, если в течение всего периода эксплуатации сооружения с помощью комплекса мер (например, охлаждающих устройств, каменных набросок, проветриваемых полостей и других мероприятий) будет сохранена температура грунтов не выше принятой в расчетах несущей способности по прочности и деформативности основания. 5.1.16 Допускается применение различных принципов использования многолетнемерзлых грунтов для оснований фундаментов соседних опор с учетом требований СП 35.13330 . Для грунтов в основании фундамента отдельной опоры совместное использование двух принципов не допускается. |