Требования к расчетам и проектированию

16.1.1 Требования настоящего раздела распространяются на проектирование подземных сооружений или их частей, расположенных ниже пьезометрического уровня подземных вод.

Расчеты и проектирование следует выполнять на основании результатов инженерно-геологических изысканий в соответствии с указаниями раздела 6 и требованиями СП 22.13330.2011 с учетом особенностей гидрогеологических условий территории строительства.

16.1.2 При проектировании подземных сооружений, их оснований и выборе способов строительства следует выполнить следующие проверки того, что невозможно наступление предельных состояний первой группы, связанных с моделями разрушения, вызванного поровым давлением и фильтрацией подземных вод:

- разрушение за счет гидравлического подъема (всплытия) (UPL);

- гидравлическое разрушение основания восходящей фильтрацией (взвешивание частиц грунта) (HYD);

- разрушение, связанное в внутренней или внешней суффозией и эрозией за счет фильтрации (HYD).

16.1.3 В рамках расчетов по второй группе предельных состояний следует выполнять гидрогеологические расчеты для кратковременных и долговременных проектных ситуаций, в том числе:

- расчеты дебитов водопонизительных систем при осуществлении строительного водопонижения;

- расчеты водопритоков к дренажам, защищающим сооружения от подземных вод в эксплуатационный период;

- прогноз изменения гидрогеологических условий в результате строительства подземных сооружений.

В случае изменения гидрогеологических условий, вызванного подземным строительством как в строительный, так и в эксплуатационный период, на основании гидрогеологических расчетов следует выполнить на это воздействие расчеты по деформациям для зданий и сооружений окружающей застройки в соответствии с указаниями раздела 9.

16.1.4 При определении гидравлических градиентов, порового давления и фильтрационных сил следует учитывать кратковременные и долговременные проектные ситуации, обращая внимание на:

- изменения водопроницаемости грунта во времени и пространстве;

- изменения уровней подземных вод и порового давления во времени;

- изменения граничных условий и ситуации на соседней территории.

16.1.5 Устойчивость сооружения или слоя грунта с низкой проницаемостью против всплытия (UPL) следует проверять путем сравнения постоянных и длительных удерживающих воздействий (вес, трение по боковой поверхности, сопротивление свай и анкеров) с постоянными и временными дестабилизирующими воздействиями, вызванных поровым давлением и прочими причинами. Примеры проектных ситуаций, требующих проверки устойчивости против всплытия приведены на рисунке 16.1.

Проверку устойчивости против всплытия следует выполнять в соответствии с 8.6.5.

Для предотвращения разрушений от всплытия в проекте рекомендуется предусматривать:

- увеличение веса сооружения или засыпки;

- снижение порового давления под днищем сооружения с помощью дренажа;

- использование анкерного крепления конструкции в подстилающих слоях.

1 – уровень подземных вод; 2 – водонепроницаемая поверхность; 3 – поверхность разрушения; 4 – первоначальный уровень грунта; 5 – песок; 6 – глина; 7 – гравий; 8 – грунтоцемент; 9 – анкер.

Рисунок 16.1 - Примеры проектных ситуаций, требующих проверки устойчивости против всплытия

16.1.6 Проверку возможности гидравлического разрушения основания восходящей фильтрацией за счет взвешивания частиц грунта (HYD) следует выполнять как правило при строительстве подземных сооружений в котлованах, ограждения которых являются несовершенной противофильтрационной завесой (ПФЗ), т.е. остается возможность фильтрации в котлован из-под ПФЗ. Пример проектной ситуации, для которой требуется такая проверка, приведен на рисунке 16.2.

Устойчивость грунта основания против взвешивания частиц следует проверять в соответствии с указаниями 8.6.6.

1 – уровень подземных вод; 2 – песчаный грунт.

Рисунок 16.2 - Пример проектной ситуаций, требующей проверки устойчивости против гидравлического разрушения при восходящей фильтрации

16.1.7 Фильтрационное разрушение основания, связанное в внутренней или внешней суффозией и эрозией (HYD), вызывается перемещением более мелких частиц внутри слоя грунта, перемещением частиц грунта на контакте с сооружением или выносом частиц грунта на свободную поверхность.

Для проверки невозможности суффозионного разрушения грунта следует убедиться, что проектные значения градиента напора не превышают критических значений, зависящих от гранулометрического состава грунта.

Проверку суффозионного разрушения следует выполнять в соответствии с указаниями СП 23.13330.2011.

П р и м е ч а н и е - При проектировании подземных сооружений возможность суффозионного разрушения грунта встречается в редких случаях. Указанная проверка, как правило, не бывает критической для принятия проектных решений.

16.1.8 Гидрогеологические расчеты следует выполнять на основании указаний СП «Здания и сооружения. Защита от подземных вод».

Гидрогеологические расчеты могут выполняться с использованием аналитических методов или с помощью математического моделирования.

Аналитические расчеты водопритоков к водопонизительным системам или дренажам, а также величин снижения уровней подземных вод на прилегающей к строительной площадке территории допускается выполнять в соответствии со СП 103.13330.2012 или с иными методиками, имеющими достаточную апробацию.

Математическое моделирование задач геофильтрации следует выполнять в соответствии с СП «Здания и сооружения. Защита от подземных вод» с учетом требований СП 22.13330.2011.