СНиП 2.02.04-88 ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ НА ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ

РАЗРАБОТАНЫ: ВНИИОСП им. Н.М. Герсеванова Госстроя СССР (канд. техн. наук А.В. Садовский, канд. геол.-минерал. наук Д.И. Федорович - руководители темы; д-р техн. наук В.О. Орлов, кандидаты техн. наук М.Р. Гохман, В.Ф. Жуков, Н.Б. Кутвицкая, В.К. Щелоков, М.Э. Слепак, С.М. Тихомиров, В.Д. Пономарев, Ю,С. Миренбург, В.М. Куприн, Е.С. Максименко и В.И. Никофоров; Е.А. Левкович, В.М. Водолазкин и Ю.Г. Федосеев), ЛенЗНИИЭП Госкомархитектуры (кандидаты техн. наук Д.Р. Шейкман, К.Ф. Маркин, Ю.А. Велли и А.С. Герасимов), институтом «Фундаментпроект» Минмонтажспецстроя СССР (кандидаты техн. наук А.А.Колесов и В.М. Шаевич), Красноярским ПромстройНИИпроектом Минуралсибстроя СССР (кандидаты техн. наук А.А. Коновалов и Ю.М. Казаков), Якутским филиалом Забайкальского ПромстройНИИпроекта Минвостокстроя СССР (д-р геол.-минерал. наук Л.Т. Роман), ЦНИИС Минтрансстроя СССР (кандидаты техн. наук Н.М. Глотов и Е.А. Тюленев), МИСИ им. Куйбышева (д-р техн. наук С.С. Вялов) и МГУ им. М.В. Ломоносова (д-р техн. наук Л.Н. Хрусталев, канд. техн. наук Г.П. Пустовойт) Гособразования СССР.

ВНЕСЕНЫ: ВНИИОСП им. Н.М. Герсеванова Госстроя СССР.

ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ: Управлением стандартизации и технических норм в строительстве Госстроя СССР (О.Н. Сильницкая).

Настоящие нормы распространяются на проектирование оснований и фундаментов зданий и сооружений, возводимых на территории распространения вечномерзлых грунтов, определяемой в соответствии с требованиями СНиП 2.01.01-82 .

Настоящие нормы, кроме п.п. 1.1-2.7, не распространяются на проектирование оснований гидротехнических сооружений, земляного полотна автомобильных и железных дорог, аэродромных покрытий и фундаментов машин с динамическими нагрузками.

1.1. Основания и фундаменты зданий и сооружений*, возводимых на территории распространения вечномерзлых грунтов, следует проектировать на основе результатов специальных инженерно-геокриологических (инженерно-геологических, мерзлотных и гидрогеологических) изысканий с учетом конструктивных и технологических особенностей проектируемых сооружений, их теплового и механического взаимодействия с вечномерзлыми грунтами оснований и возможных изменений геокриологических условий в результате строительства и эксплуатации сооружений и освоения территории, устанавливаемых по данным инженерных изысканий и теплотехнических расчетов оснований.

* Далее для краткости, где это возможно, вместо термина «здания и сооружения» используется термин «сооружения».

1.2. При проектировании оснований и фундаментов на вечномерзлых грунтах следует учитывать местные условия строительства, требования к охране окружающей среды, а также имеющийся опыт проектирования, строительства и эксплуатации сооружений в аналогичных условиях.

Выбор строительных площадок и проектных решений оснований и фундаментов следует производить на основании технико-экономического сравнения возможных вариантов с оценкой по приведенным затратам с учетом надежности.

1.3. Инженерные изыскания для строительства на вечномерзлых грунтах надлежит проводить в соответствии с требованиями СНиП 1.02.07-87 , государственных стандартов и других нормативных документов по инженерным изысканиям и исследованиям грунтов для строительства.

Проектирование оснований без достаточного инженерно-геологического обоснования не допускается.

1.4. Проектирование оснований и фундаментов на вечномерзлых грунтах должно включать расчет теплового режима грунтов оснований, а также выбор и расчет устройств и мероприятий, обеспечивающих соблюдение установленного расчетом теплового режима грунтов в основании сооружения в процессе его строительства и эксплуатации ( п. 3.10 ).

Тепловой режим грунтов основания и необходимые для его соблюдения требования к правилам эксплуатации сооружения должны входить в состав проектной документации сооружения, передаваемой эксплуатирующей организации.

1.5. В проекте оснований и фундаментов сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, должно быть предусмотрено проведение систематических натурных наблюдений за состоянием грунтов оснований и фундаментов, в том числе наблюдений за температурой грунтов как в процессе строительства, так и в период эксплуатации сооружения. Число и расположение необходимых для этого наблюдательных скважин, нивелировочных марок и программа наблюдений в процессе строительства и эксплуатации устанавливаются проектной организацией - автором проекта с учетом назначения и степени ответственности сооружения.

Соответствие состояния грунтов основания и фундаментов проектным требованиям при сдаче сооружения в эксплуатацию должно быть подтверждено результатами натурных наблюдений, выполненных в период строительства согласно программе. При сдаче законченного строительством сооружения эксплуатирующей организации должны быть переданы план расположения наблюдательных скважин, нивелировочных реперов и марок и программа дальнейших наблюдений.

2.1. Подразделение и наименование разновидностей вечномерзлых грунтов следует производить в соответствии с ГОСТ 25100-82 с учетом особенностей их физико-механических свойств как оснований сооружений.

2.2. По особенностям физико-механических свойств среди вечномерзлых грунтов должны выделяться сильнольдистые, засоленные и биогенные (заторфованные) грунты, использование которых в качестве оснований сооружений регламентируется дополнительными требованиями, предусмотренными разд. 5, 6 и 7 , а также твердомерзлые, пластичномерзлые и сыпучемерзлые грунты, выделяемые согласно указаниям п. 2.3 .

2.3. Подразделение грунтов на твердомерзлые, пластичномерзлые и сыпучемерзлые при проектировании оснований и фундаментов следует производить в зависимости от их состава, температуры и степени влажности в соответствии с ГОСТ 25100-82 с учетом сжимаемости под нагрузкой.

К твердомерзлым следует относить практически несжимаемые грунты с коэффициентом сжимаемости d £ 0,1 кПа-1 (0,001 см2/кгс), к пластичномерзлым - грунты с коэффициентом сжимаемости d > 0,1 кПа-1 (0,001 см 2 /кгс).

Твердомерзлое или пластичномерзлое состояние засоленных и биогенных грунтов следует устанавливать только по данным опытного определения коэффициента их сжимаемости d.

2.4. Необходимые для расчета оснований и фундаментов физические и деформационно-прочностные характеристики вечномерзлых грунтов надлежит определять, как правило, на основании их непосредственных полевых или лабораторных испытаний.

2.5. В состав определяемых для расчета вечномерзлых оснований физических и механических характеристик грунтов помимо характеристик, предусмотренных СНиП 2.02.01-83 , должны дополнительно входить:

а) физические и теплофизические характеристики мерзлых грунтов, определяемые в соответствии с обязательным приложением 1 ;

б) деформационные и прочностные характеристики грунтов для расчета мерзлых оснований по деформациям и несущей способности: коэффициент сжимаемости мерзлого грунта df ( п. 4.21 ), расчетное давление R и сопротивление мерзлого грунта или грунтового раствора сдвигу по поверхности смерзания Raf и Rsh ( п. 4.8.);

в) деформационные характеристики грунтов для расчета оттаивающего основания по деформациям: коэффициент оттаивания Аth и сжимаемости d оттаивающего грунта и его относительная осадка xth ( п. 4.30 );

г) характеристика грунтов слоя сезонного промерзания-оттаивания для расчета оснований и фундаментов на воздействие сил морозного пучения грунтов ( п.п. 4.42 и 4.45 ), а также характеристики мерзлых грунтов для расчета оснований на горизонтальные статические и сейсмические воздействия ( п.п. 8.5 и 8.6 ).

При необходимости следует определять и другие характеристики мерзлых грунтов, характеризующие особенности их состояния или взаимодействия с фундаментами (вид криогенной текстуры, коэффициент вязкости h, эквивалентное сцепление ceq, скорость вязкопластического течения льда ni негативное трение оттаивающего грунта fn и т.п.).

2.6. Нормативные значения характеристик грунта следует устанавливать для выделенных при изысканиях инженерно-геологических элементов на основании статистической обработки результатов экспериментальных определений в соответствии с ГОСТ 20522-75 и СНиП 2.02.01-83 с учетом предусмотренного проектом состояния и температуры грунтов основания.

2.7. Расчетные значения характеристик грунта определяются по формуле:

c = cn/gg (1)

где: c и cn  - соответственно расчетное и нормативное значение данной характеристики;

gg  - коэффициент надежности по грунту, определяемый согласно указаниям п. 2.8 .

2.8. Коэффициент надежности по грунту gg определяется в соответствии с ГОСТ 20522-75 с учетом вида (назначения) определяемой расчетной характеристики, состояния грунтов в основании сооружения и доверительной вероятности a.

При определении расчетных значений деформационных и прочностных характеристик грунтов, используемых в качестве основания в мерзлом состоянии (принцип I), коэффициент надежности по грунту gg устанавливается в соответствии с ГОСТ 20522-75 при доверительной вероятности a, принимаемой равной 0,85, а для оснований опор мостов и линий электропередач - 0,9.

При определении расчетных значений деформационных и прочностных характеристик грунтов, используемых в качестве основания в оттаивающем или оттаянном состоянии (принцип II), коэффициент надежности по грунту gg следует устанавливать:

а) для расчета оттаивающих оснований по деформациям с учетом совместной работы сооружения (фундаментов) и деформируемого основания ( п. 4.27 ) - в соответствии с ГОСТ 20522-75 при доверительной вероятности a, принимаемой в соответствии с нормами проектирования конструкций сооружения, но не менее 0,95;

б) для расчета оттаивающих оснований по деформациям без учета совместной работы основания и сооружения ( п. 4.26 ), а также при предварительном оттаивании грунтов ( 4.32 ) - при доверительной вероятности a, принимаемой согласно СНиП 2.02.01-83 .

При определении расчетных значений физических и теплофизических характеристик грунтов коэффициент надежности по грунту gg допускается принимать равным 1,0.

2.9. Для расчета оснований сооружений II и III классов ответственности, возводимых с сохранением мерзлого состояния грунтов, а также для выполнения предварительных расчетов оснований и привязки типовых проектов к местным условиям, расчетные значения прочностных характеристик мерзлых грунтов R, Raf и Rsh допускается принимать по их физическим характеристикам, составу и температуре в соответствии с табличными данными, приведенными в рекомендуемом приложении 2; расчетные значения теплофизических характеристик грунтов в этих случаях допускается принимать по таблицам обязательного приложения 1 .

Примечание. Здесь и далее класс ответственности сооружений принят согласно «Правилам учета степени ответственности зданий и сооружений при проектировании конструкций», утвержденным Госстроем СССР.

3.1. При строительстве на вечномерзлых грунтах в зависимости от конструктивных и технологических особенностей зданий и сооружений, инженерно-геокриологических условий и возможности целенаправленного изменения свойств грунтов основания применяется один из следующих принципов использования вечномерзлых грунтов в качестве основания сооружений:

принцип I - вечномерзлые грунты основания используются в мерзлом состоянии, сохраняемом в процессе строительства и в течение всего периода эксплуатации сооружения;

принцип II - вечномерзлые грунты основания используются в оттаянном или оттаивающем состоянии (с их предварительным оттаиванием на расчетную глубину до начала возведения сооружения или с допущением их оттаивания в период эксплуатации сооружения).

3.2. Принцип I следует применять, если грунты основания можно сохранить в мерзлом состоянии при экономически целесообразных затратах на мероприятия, обеспечивающие сохранение такого состояния. На участках с твердомерзлыми грунтами, а также при повышенной сейсмичности района следует принимать, как правило, использование вечномерзлых грунтов по принципу I.

При строительстве на пластичномерзлых грунтах следует, как правило, предусматривать мероприятия по понижению температуры ( п.п. 3.10-3.13 ) до установленных расчетом значений, а также учитывать в расчетах оснований пластические деформации этих грунтов под нагрузкой согласно указаниям п.п. 4.20-4.22.

3.3. Принцип II следует применять при наличии в основании скальных или других малосжимаемых грунтов, деформация которых при оттаивании не превышают предельно допустимых значений для проектируемого сооружения, при несплошном распространении вечномерзлых грунтов, а также в тех случаях, когда по техническим и конструктивным особенностям сооружения и инженерно-геокриологическим условиям участка при сохранении мерзлого состояния грунтов основания не обеспечивается требуемый уровень надежности строительства.

3.4. Выбор принципа использования вечномерзлых грунтов в качестве основания сооружений, а также способов и средств, необходимых для обеспечения принятого в проекте температурного режима грунтов, следует производить на основании сравнительных технико-экономических расчетов.

3.5. В пределах застраиваемой территории (промышленный узел, поселок, городской микрорайон и т.д.) надлежит предусматривать, как правило, один принцип использования вечномерзлых грунтов в качестве оснований. Это требование следует учитывать также при проектировании новых и реконструкции существующих зданий и сооружений на застроенной территории, размещении мобильных (временных) зданий и прокладке инженерно-технических сетей.